SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

72 FEKT Vysokého učení technického v Brněexponenciálně závisí na tomto napětí skrze parametr V T =KT/q. Proto je možné vytvořitproudovou referenci, která bude využívat této závislosti.7.5 Proudová reference využívající V BEObr. 37 ukazuje možnou strukturu proudové reference nezávislé na napájecím napětívyužívající napětí přechodu báze-emitor. Princip je následující: zpětnovazební smyčkatvořená diferenčním zesilovačem zajišťuje, že napětí v bodech A a B bude stejné. Výsledkemtoho je (při podmínce velmi vysokého zesíleni zesilovače) nezávislost na napájecím napětí. Zapředpokladu V A =V B , můžeme psátVBE( 7.5 )IRe f=RDíky vysoké výstupní impedanci tranzistoru M1 a exponenciální závislosti mezinapětím a proudem, můžeme prohlásit, že napětí V BE je téměř nezávislé na VDD a máhodnotu okolo 0,7 V. Potom stejnosměrná hodnota I ref nejvíce závisí na vlastnostechpoužitého rezistoru. Navíc tato struktura velmi dobře potlačuje i dynamické změny vnapájecím napětí (pokud splníme podmínku že r D1 >>1/g m,Q1 ).Obr. 37 Proudová reference využívající V BEVe skutečnosti musíme ještě zvážit vliv konečného zesílení diferenčního zesilovače ajeho offset. Za uvedených podmínek se napětí v bodech A a B mohou lehce lišit. Typickáhodnota offsetu je řádově v jednotkách mV, zatímco velikost chybového napětí způsobenéhokonečným zesílením je dáno velikostí výstupního_napětí/zesílení. Jelikož je napětí na „diodě“několik stovek mV tak ani tato hodnota chybového napětí není příliš velká.Při pečlivějším zkoumání obvodu na Obr. 37 vidíme, že v zapojení jsou kolemzesilovače dvě smyčky zpětné vazby – jedna záporná a druhá kladná. Předpokládejme nyní,že tranzistory M1 a M2 jsou shodné (matched). V tomto případě teče diodou (bipolárnítranzistor Q1 zapojen v diodové konfiguraci) i rezistorem shodný proud. Změna napětí nadiodě je logaritmická (závislost na protékajícím proudu). Potom můžeme říct, žezpětnovazební smyčka na straně rezistoru je silnější (napětí se mění lineárně v závislosti naprotékajícím proudu). Tranzistor M2 spolu s rezistorem R tvoří invertující zesilovač. Z tohotodůvodu je nutné pro zajištění stability obvodu, aby kladná svorka diferenčního zesilovače bylazapojena do uzlu B.