SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

68 FEKT Vysokého učení technického v Brně7 Proudové referenceVětšina základních bloků integrovaných obvodů využívá referenčních proudů. Používajíse většinou pro správné nastavení pracovních bodů samotných bloků. Víme už, že velikostproudu určuje přenosovou vodivost tranzistoru a tak ovlivňuje statické i dynamické vlastnostiobvodu. Navíc pracovní proudy většinou určují celkovou spotřebu čipu, což je jeden zklíčových parametrů téměř všech dnešních aplikací.Většinou je pracovní proud v různých blocích čipu odvozen pomocí proudových zrcadelz jednoho proudu referenčního. Také z tohoto důvodu je potřeba umět navrhnout blok, kterýbude poskytovat dostatečně přesný referenční proud, který bude pokud možno nezávislý nanapájecím napětí a teplotě. V následujícím textu rozebereme tedy základní používané principya implementace proudových referencí.7.1 Jednoduchá proudová referencedánNejjednodušší proudovou referencí je obvod na Obr. 33. Proud I ref v referenční větvi jeV−VDD GS1IRe f=RL( 7.1 )jenž je nucen do tranzistoru M1 (diodová konfigurace), který následně generuje řídícínapětí pro tranzistor zrcadlící tento proud do výstupní větve.V DDM 1I Ref R LM 1M2I OutM 2I OutI RefR LGNDObr. 33 Jednoduchá proudová referencePrincip uvedené metody je velmi jednoduchý – využívá Ohmova zákona. Bohuželpřesnost výstupního proudu je u uvedeného obvodu nedostatečná. Pokud budou nepřesnosti vhodnotách napětí a hodnotě odporu statisticky nezávislé, bude pro celkovou chybu prouduplatit⎛ δÍ⎜⎝ IRe fRe f⎞⎟⎠2⎛ δ=⎜⎝ V( V − V )DDDDGS1− VGS1VGS⎞⎟⎠2⎛ δR+⎜⎝ RLL⎞⎟⎠2( 7.2 )Pro VDD se obvykle uvažuje přesnost okolo ±10%. Také přesnost napětí V GS není přílišdobrá, pohybuje se kolem ±20%. Potom např. při VDD=3,3 V a prahovém napětí 0,6 V bude