ESPELHO CORRENTE RAZAVI ch09

Prévia do material em texto

1
Chapter 9 Espelhos de Corrente
 Espelhos de Corrente 
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 2
 Dependência da Corrente de polarização em relação 
à Temperatura e à Alimentação
Desde que VT, IS, n, e VTH dependem da temperatura, a corrente I1, tanto para Q1 
(bipolar) como para M2 (MOS) depende da temperatura e da alimentação (Vcc). 
R2V CC /(R1+R2 )=V T ln ( I 1/ I S )
I1=
1
2
μnCox
W
L (R2R1+R2 V DD−V TH)
2
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 3
Conceito de Espelho de Corrente
O objetivo do espelho de corrente é “perceber” a corrente de 
um gerador de referência (IREF) e “copiar” essa corrente de 
referência em outros locais do circuito.
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 4
Espelho de Corrente
QREF conectedo como diodo produz voltagem de saída V1 que 
força Icopy1 = IREF, se Q1 = QREF.
I copy=
I S 1
I S,REF
I REF
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 5
Espelho de Corrente não funcional - Exemplo I
Sem o curto-circuito entre colector e base de QREF, não haverá 
um caminho para as correntes de base, assim, Icopy é zero.
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 6
Múltiplas Cópias de IREF
Várias cópias de IREF podem ser gerados em locais diferentes, 
simplesmente aplicando a ideia de espelho de corrente para 
mais transistores.
I copy,j=
I S,j
I S,REF
IREF
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 7
Multiplicando a Corrente de Referência
Aumentando o dimensionamento da área de emissor de Qj n vezes 
em relação ao QREF, Icopy,j é também n vezes maior do que IREF. Isto é 
equivalente a colocar n transistores idênticos a QREF em paralelo.
I copy,j=nI REF
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 8
Exemplo: Multiplicação da Corrente de Referência
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 9
Fração da Corrente de Referência
 A fração de IREF pode ser criada em Q1, aumentando a área 
de emissor de QREF.
I copy=
1
3 I REF
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 10
Exemplo: Razões de Espelhamentos Diferentes 
Usando a ideia de escalonamento e fracionamento de 
corrente, Icopy2 = 0.5mA e Icopy1 =0.05mA respectivamente. Tudo 
proveniente da fonte geradora IREF = 0.2mA. 
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 11
Análise do Espelho de Corrente considerando  finito
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 12
Determine I
REF 
 em função de R
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 13
Erro de Espelhamento devido a correntes de Base
I copy=
nI REF
1+ 1
β
(n+1)
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 14
Melhoria da Precisão do Espelhamento
Por causa da QF, as correntes de base e de QREF Q1 são 
fornecidas principalmente por QF , preservando IREF. Assim, o 
Erro de Espelhamento é reduzido vezes.
I copy=
nIREF
1+ 1
β2
(n+1)
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 15
Melhoria da Precisão do Espelhamento
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 16
Exemplo: Razões de Espelhamentos Diferentes e 
Precisão
I copy1=
IREF
4+15
β2
I copy2=
10 IREF
4+15
β2
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 17
Espelho de Corrente - PNP 
O espelho de corrente - PNP é utilizado como uma fonte de 
corrente de carga (Carga Ativa) para o estágio Q1 - NPN.
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 18
Geração de IREF para o Espelho de Corrente - PNP
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 19
Exemplo: Espelhos de Corrente com Dispositivos 
Discretos
Sendo QREF e Q1 dispositivos discretos NPN . IREF e Icopy1 podem 
variar devido ao descasamento das IS.
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 20
Espelhos de Corrente - MOS
O mesmo conceito de espelho de corrente pode ser aplicado a 
transistores MOS.
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 21
Espelho de Corrente MOS não funcional - Exemplo
 
Este não é um espelho de corrente desde que a relação entre VX e IREF não 
esteja claramente definida.
A única maneira de definir claramente a relação de VX com IREF é usar um MOS 
conectado como diodo, uma vez que existe uma relação quadrática entre I e V.
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 22
Exemplo: Multiplicação da Corrente de Referência
Semelhante ao análogo bipolar, os espelhos de corrente MOS também podem multiplicar ou 
fracionar IREF (I1 = 0.2mA, I2 = 0,5 mA).
CH 9 Cascode Stages and Current Mirrors 23
Espelho de Corrente – CMOS (NMOS+PMOS) 
Combinam-se NMOS e PMOS para produzir um espelho de corrente 
CMOS.
 24
 Espelho de Corrente Wilson
Vantagem: sua resistência de saída é (β/2)
vezes maior que a fonte de corrente simples.
Desvantagem: Tem uma excursão de saída 
éreduzida, pois Q3 deve trabalhar na região 
ativa.
 25
 Espelho de Corrente Widlar
Analise o Circuito acima utilizando o modelo de Grandes Sinais
 26
Amplificador Diferencial com Carga Ativa. 
 27
Amplificador Operacional
 28
Amplificador Operacional
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15
	Slide 16
	Slide 17
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23
	Slide 24
	Slide 25