SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

74 FEKT Vysokého učení technického v BrněPoznamenejme jen, že tento referenční obvod má také dva stabilní pracovní body (znichž jeden je „nulový“) a vyžaduje tedy startovací obvod.Při pokojové teplotě je V T =26 mV a vhodnou hodnotou pro n je např. 8. Při tétohodnotě je na rezistoru úbytek právě (26ln(8))mV=56mV. Vidíme, že obvod je vhodný i progenerování velmi malých proudů.Výše jsme uvedli, že vhodnou hodnotou pro n je 8. Jedním z důvodů je praktickáimplementace tranzistorů Q1 a Q2 – Q2 je vytvořen z jednotkových bloků spojenýchparalelně. Tyto bloky spolu s blokem tranzistoru Q1 mohou vytvořit na čipu kompaktní maticijednotkových prvků (3x3, viz Obr. 39). Vidíme, že jeden element tvořící tranzistor Q1 jeobklopen 8 elementy tranzistoru Q2 a tvoří tak vlastně common-centroid layout.Obr. 39 Typický layout tranzistorů Q1 a Q2 pro V T bases current referenceNakonec rozeberme ještě teplotní chování této reference. Vzpomeňme, že V T je přímoúměrné absolutní teplotě a tedy teplotní koeficient je kladný. Integrované rezistory mají takékladný teplotní koeficient a dochází tak ke kompenzaci teplotní závislosti generovanéhoproudu (připomeňme, že ne úplně dokonalé).Jak jsme řekli dříve, hlavním úkolem tohoto obvodu je generovat referenční proudnezávislý na napájecím napětí. Ve skutečnosti chyby ve výstupním proudu nastávají hlavněpři změně VDD, a to ze dvou hlavních důvodů: výstupní odpor tranzistoru M1 ovlivňujepřenosový poměr M1/M2, a druhým důvodem je ne úplně shodné napětí v bodech A a B a tohlavně kvůli nedokonalé shodnosti (mismatch) tranzistorů M3 a M4. Tyto dvě omezeníovlivňují velikost napětí na rezistoru a potažmo také přímo velikost výstupního proudu. Tytoúvahy platí pro nízké kmitočty. Parazitní kapacity, které vzniknou mezi uzly reference a VDDči GND, mohou samozřejmě přenášet špičky napájecích signálů na hradlo tranzistoru M2(resp. M1) a tím ovlivňovat generovaný proud. Nebudeme teď rozebírat do podrobnostipříčiny a důsledky těchto jevů. Pouze doporučíme věnovat maximální možnou pozornostlayoutu reference, jehož prostřednictvím můžeme tyto jevy velmi efektivně omezit. Je vhodnéfyzicky oddělovat jednotlivé prvky, abychom minimalizovali vliv parazitních kapacit. Takéfiltrační kondenzátor mezi hradlem a source tranzistoru M2 mohou pomoci zabránit průnikušpiček na drain M2.7.7Kontrolní otázky1. Jaké jsou hlavní požadované vlastnosti proudové reference?