SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

Návrh analogových integrovaných obvodů (BNAO) 71Obr. 36 Startovací obvod a) statický b) dynamickýSaturační proud tranzistoru MS2 určuje prahové napětí startovacího obvodu. Tentoproud musí být menší než je referenční proud násobený poměrem M4/MS3; pokud totonebude splněno, tak se startovací obvod nikdy nevypne! Z tohoto důvodu je potřebazkontrolovat zda technologické odchylky nemohou dostat proud tranzistoru MS2 nad tutoúroveň.Nevýhodou obvodu na Obr. 36 a) je jeho vyšší spotřeba. Proud tekoucí tranzistoremMS2 udržuje bod A v blízkosti VDD čímž zabraňuje spuštění startovacího obvodu v době,kdy generátor proudu pracuje v požadovaném pracovním bodě. V případech, kdy je návrhářtlačen požadavkem na malou spotřebu, je možné použít dynamický startovací obvod. Možnáimplementace je na Obr. 36 b). Při připojení VDD k obvodu se na spojích rozvádějícíchnapájení na čipu rychle mění napětí z nuly na VDD. Vybitý kapacitor C s přidržuje určitouchvíli bod B v blízkosti GND a tím pádem je tranzistor MS1 otevřen a provádí startováníproudového generátoru. Jakmile se kapacitor nabije, tranzistor MS1 se vypne.Dynamický startovací obvod nemonitoruje proud tranzistorem M4, ale pouze jednoduševyprodukuje proudovou špičku, která „má“ překlopit proudovou referenci do požadovanéhopracovního bodu. Z tohoto důvodu obvod spolehlivě pracuje pouze v případech kdy je změnanapájecího napětí v napájecích spojích velmi rychlá v porovnání s časovou konstantou R s C s .Navíc parazitní kapacita mezi uzlem B a VDD by měla být malá v porovnání s kapacitou C s .Pokud je parazitní kapacita příliš velká, tak její vliv omezuje velikost proudové špičkyprodukované tranzistorem MS1 a může tím zamezit nastartování generátoru, v limitnímpřípadě může dokonce zamezit otevření MS1!).7.4 Použití parazitních bipolárních tranzistorů pro proudové referenceV CMOS technologii je možné vytvořit parazitní bipolární strukturu. Jako kolektor lzevyužít substrátu, oblast jámy (well) tvoří bázi a source/drain oblast vytváří emitor bipolárníhotranzistoru. Kolektor, tvořený substrátem, je samozřejmě připojen na uzly nastavujícípolarizaci substrátu. Z tohoto důvodu lze v p-well technologii vytvořit npn tranzistor a n-welltechnologii pnp tranzistor. Víme, že bipolární tranzistor (nebo obecněji řečeno p-n přechod)má na přechodu báze-emitor téměř konstantní napětí okolo 0,7 V. Navíc proud tranzistorem