SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

64 FEKT Vysokého učení technického v Brně• Vypočteny z jiných známých parametrů a konstant• Získány z výsledků SPICE simulacíKonstanty mohou být závislé:• použité technologii• typu MOS tranzistoru (NMOS nebo PMOS)• velikosti rozměru kanálu MOS tranzistoru (!)Postup řešení[1] Pracovní bod – zadáno: VDD (VSS), I in , I out , (KP, V th ); Využijeme rovnice pro proudMOS tranzistorem v saturaci Id=KP*W*(V GS -V th ) 2 /2LZ rovnice vidíme, že potřebujeme mimo poměru W/L znát i napětí V GS ; Volba V GS : volíme V th +∆V, kde ∆V (teplotní závislost V th ); POZOR: ∆V ovlivnívelikost V DSmin a také výslednou velikost MOS tranzistoru (zde je problém ještě patrnější,protože V OUTmin = V min =V gs2 +V dsat3 =V Th +2V dsat[2] Volba délky kanálu L volíme L min (technologické); problém nedostatečného výst. odporu je zde řešenobvodově kaskodovým stupněm (M3, M4)předpokládáme L 1 =L 2 =L 3 =L 4 (matching v layoutu)[3] Výpočet RPoužijeme Ohmův zákon; I in a VDD zadáno, V GS jsme zvoliliV R =VDD-2V GS a R=V R /I in[4] Určení celikostí kanálů M1 a M2Poměr W/L tranzistorů M1 a M2 odpovídá poměru proudů I in a I outStačí spočítat W pro M2: I 2 =KP*W 2 *(V GS -V th ) 2 /2L 2 a pro získání W 1 výslednou šířkuvynásobit poměrem I out /I inTranzistory M3 a M4 budou mít odpovídající rozměry odvozené z M1 a M2Příklad 6.2 Kaskodové proudové zrcadlo Požadavky: n-MOS output, I in =10µA, I out =50µAV DD =1,2 V, VSS=0 V (gnd) Parametry (technologie):L min =0,12umKp n =1,0E-3 A/V 2 , λn=8,5E-2, V THn =0,4 V[1] Volba V GSPodle doporučení zvolíme V GS =V THn +∆V=0,4+0,1=0,5 VNezapomeňte, že touto volbou ovlivňujete rozsah výstupního napětí:V OUTmin = V min =V DS2 +V DS3 =V THN +2V dsat =0,4+2*0,1=0,6 V(proudové zrcadlo bude správně fungovat až od 0.6 V na výstupu!)[2] Určení délky kanálu MOS tranzistorů