Aula 1

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Principais funções dos espelhos de
corrente em um circuito integrado
 Polarização;
 Fontes e sorvedouros de corrente;
 Carga ativa;
 Processamento e condicionamento de sinais;
 Multiplicadores/divisores.
ESPELHO DE CORRENTE MOS:
• Comparação em relação a área ocupada para
implementar um transistor e um resistor
integrado:
ESPELHO DE CORRENTE MOS:
• Características desejáveis
espelhos de corrente
presentes
nos
• Facilidade de integração;
• Ocupam pouca área (principalmente quando comparados
aos resistores);
• Estruturas que dependem de “casamento”;
• Elevada impedância de saída.
ESPELHO DE CORRENTE MOS:
• Espelhos de Corrente (Current Mirror, CM) são
blocos analógicos utilizados para polarizar os
diversos ramos de um circuito ou apresentar-se
como carga ativa.
ESPELHO DE CORRENTE MOS:
• A função do Espelho de Corrente consiste no
fornecimento de uma corrente de saída (I0),
semelhante a corrente de entrada (Iref), para
qualquer tensão aplicada no dreno (VDSout) do
transistor de saída (Q2), contanto que as
dimensões dos transistores de entrada e saída
sejam idênticas, isto é, a razão P=I0/Iref deve ser
mais próximo possível da unidade.
ESPELHO DE CORRENTE MOS:
Descasamento
O Espelho de Corrente depende fortemente
do casamento do par de transistores utilizado.
O
descasamento
separando-o
em
pode
descasamento
ser
analisado
causado
por
parâmetros tecnológicos e/ou por parâmetros
geométricos.
ESPELHO DE CORRENTE MOS:
Parâmetro Tecnológico
A corrente é proporcional à (VGS-Vth1)2 na
saturação, qualquer variação de Vth1 significará em
alterações na corrente. Ocorre descasamento
também por modulação do comprimento de canal
() devido à queda de tensão no dreno.
Parâmetro Geométrico
A diferença da razão de aspecto (W/Leff) entre
o transistor de entrada e saída, ocasionada por um
desalinhamento de máscaras ou uma difusão
lateral.
ESPELHO DE CORRENTE MOS:
Esses 2 diferentes efeitos combinados são
expressos por:
I DS
I DSin
W

Leff


W
Leff


  2  Vth1    V
DS
VGF  Vth1
Parâmetro Geométrico
Parâmetro Tecnológico
ESPELHO DE CORRENTE MOS:
• Para uma dada corrente de entrada, o Espelho
de Corrente deve possibilitar o espelhamento
sem distorção do sinal de entrada.
• Com isto, é possível diminuir as tensões de
saída, garantindo ainda o comportamento do
espelhamento
da
corrente de saída.
corrente
de
entrada
na
Deve-se garantir que os transistores operem na saturação:
Fonte de corrente com Espelho Básico MOS:
A fonte de corrente ideal:
ESPELHO DE CORRENTE MOS:
Resistência de Saída:
Exemplo:
1 – 22kΩ
2 – V0 = VGS
3 - ΔI0 = 5μA
Espelho de corrente Cascode:
Exemplo de utilização do espelho em amplificadores
operacionais: Polarização:
ESPELHO DE CORRENTE MÚLTIPLO:
VGS=?
ESPELHO DE CORRENTE MOS:
Exercício 1: Utilizando o circuito do exercício
anterior como fonte de corrente de referência,
desenhe uma fonte de corrente que forneça
10, 30 e 40 μA.
Exercício 2: Desenhe um espelho de corrente
que consuma à sua saída uma corrente de
15uA e que seja alimentado por ±3.5 V.
ESPELHO DE CORRENTE MOS:
Exercício 3: Desenhe um espelho de corrente
que consuma à sua saída uma corrente de
10uA, R=380KΩ e que seja alimentado por
±2.5 V.