SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

92 FEKT Vysokého učení technického v BrněPokud už známe poměr W/Lkanálu vstupního tranzistoru, musímedále určit délku kanálu L (potažmo išířku W). Předpokládali jsme, žeznáme λ n a λ p , a musíme tedy určit Ltak, abychom tento předpokladnaplnili. Ve skutečnosti vždy známejejich součet. Máme zde tedy určitýstupeň volnosti, který můžeme využítPAMATUJ!Schopnost „napájet“ zátěž na výstupu je uinvertoru s aktivní zátěží asymetrická. Velkýrozsah vstupních napětí umožňuje řídit proudvstupním tranzistorem v širokém rozsahu.Naproti tomu proud aktivní zátěží nemůžepřekročit hodnotu saturačního proudu.k optimalizaci dalších obvodových parametrů. Vhodným využitím je optimalizace šumovýchvlastností. Víme, že vstupní příspěvek blikavého šumu (1/f) je možné redukovat zvětšovánímdélky kanálu tranzistoru aktivní zátěže. Z tohoto důvodu je možné nastavit vhodně délkukanálu tohoto tranzistoru tak, abychom dosáhli požadovaného součtu (λ n + λ p ).Poznamenejme jen, že běžně je tato délka jen několika násobek (max. 5-ti násobek L min )minimální délky povolené technologií.Příklad 10.1Navrhněte invertor s aktivní zátěží. Použijte na vstupu nmos tranzistor a Spice modelz přílohy B. Obvod bude zatěžován 0,5pF. Jsou požadovány následující vlastnosti:Rozsah výstupního napětí 0,2-3,1 V (V DD =3,3 V)dc zesílení lepší než 40 dBSR lepší než 20V/µsf T lepší než 140 MHzŘešení:Dobrým výchozím bodem je zjištění vlastností tranzistorů dané technologiev saturačním režimu. Abychom tyto vlastnosti mohli určit, musíme se nejdříve předběžněrozhodnout pro velikost pracovního proudu. Toto lze udělat pomocí specifikace SR a velikostikapacitní zátěže:dVI C20 out−bias>L= 1012 = 20 µ A− 6dt 10Abychom měli nějakou rezervu, zvolíme Ibias=30µA.Vlastnosti tranzistorů, které použijeme dále, zjistíme z předběžných simulací, kamumístíme řadu tranzistorů v „diodovém“ zapojení. Zjišťované vlastnosti jsou vidět navýstupní výpisu ze Spice simulátoru. Použili jsme následující testovací obvod:DIODE CONNECTED TRANSIATORS. OPTIONS NODE NOPAGEMl 1 1 Gnd Gnd MOD}} L-0.5u W=5u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM2 2 2 Gnd Gnd MODN L=lu W=10u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM3 3 3 Vdd Vdd MODP L=0.5u W=5u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM4 4 4 Vdd Vdd MODP L=lu W=10u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24ui1 Vdd 1 30uAi2 Vdd 2 30uA