SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

60 FEKT Vysokého učení technického v BrněIntuitivně lze tento obvod, resp. funkci zpětné vazby, rozebrat následovně. Pokudzvětšíme výstupní proud o příspěvek ∆I out , musí tento proud protékat tranzistory M2 a M3Jelikož V gs2 je konstantní a proud hradly protékat nemůže, musí se zvětšit V ds2 tak aby teklproud I out +∆I out . Pracovní podmínky tranzistoru M1 se nemění, a proto klesá při zvýšení V ds2prahové napětí V gs3 a tím se tento tranzistor přivírá, čímž dochází ke stabilizaci výstupníhoproudu. Je nutné připomenout, že ke správné funkci obvodu musí pracovat všechnytranzistory v saturační oblasti.Obvod na Obr. 20 má jednu nevýhodu. Napětí drain-source tranzistorů M1 a M2 jsourozdílná, což způsobuje systematickou chybu výstupního proudu (z důvodu konečné hodnotyvýstupního odporu).V = V + V( 6.10 )DS1 GS 3 DS 2Referenční proud je oproti výstupnímu proudu vyšší o příspěvek V GS3 /r ds1 . Pamatujme,že 1/r ds1 =λ 1 I D1 V GS3 .6.4 Vylepšené Wilsonovo proudové zrcadloSystematická chyba proudového přenosu způsobená rozdílnými napětí V DS tranzistorůM1 a M2 je řešena v zapojení na Obr. 27 pomocí přidaného tranzistoru M4. Napětí gatesourcetohoto tranzistoru kompenzuje stejné napětí tranzistoru M3.Obr. 27 Vylepšené Wilsonovo proudové zrcadloNyní je napětí na drainu tranzistoru M1 dánoV = V + V −V( 6.11 )DS1 GS 3 DS 2 GS 4Pokud je napětí gate-source tranzistorů M4 a M3 stejné (a pokud jsou navrhnuty jakoshodné tak samozřejmě je), potom V DS M1 a M2 jsou shodné.Přidaný tranzistor M4 lehce změní výstupní malosignálový odpor zrcadla. M4 jezapojen v diodové konfiguraci a přidává do série s R L (odpor v referenční větvi)malosignálový odpor 1/g m4 .Pro uzel hradla tranzistoru M3 platíKdevg3= −gvrRg' L m4m1g 2 T1+RLgm4( 6.12 )⎛ ⎞r =⎜ +1' ⎟Trds1RL( 6.13 )⎝ gm4⎠Potom s vědomím platnosti ( 6.6 ) a ( 6.8 ) můžeme pro výstupní odpor psát