恒流源電路知識(shí)講座-全文預(yù)覽
【正文】 ? 對上式兩邊對 IDS1求導(dǎo)，則其一階導(dǎo)數(shù)為 0時(shí)的值為 Io的極值，并可證明共兩階導(dǎo)數(shù)小于 0，因此 Io存在最大值。 23321 )()(21)(21thGSoxnoxno VVLWCVLWCI ???? ??13 )(41)(LWLW ? 電源抑制電流源 CMOS峰值電流源 ? 所謂峰值電流源是指輸出電流是一個(gè)最大值，通過以下分析可發(fā)現(xiàn)這種 電流源的最大電流與電源 電壓無關(guān)，即具有很好的 電源抑制能力。 VD DM5I1M6RbM1XAM2Vb 高輸出阻抗、高輸出擺幅的恒流源 ? 采用了源極跟隨器電平移位電路來實(shí)現(xiàn)的，M2與 M4構(gòu)成一電平移位電路，且其值為閾值電壓 Vth。 ? 選取 Vb＝ VGS3＋ (VGS1－ Vth1)＝ Vth＋ 2ΔV，則輸出的最小電壓值為 2ΔV，可以發(fā)現(xiàn)采用這種結(jié)構(gòu)增大了輸出電壓的擺幅。 ? 總之，該結(jié)構(gòu)的電流仍與基本結(jié)構(gòu)的相同，即仍取決于底層的電流鏡（ M1與 M2）。 ? 該結(jié)構(gòu)的輸出阻抗為： ? 由上式可以發(fā)現(xiàn)，其輸出阻抗很大，大約為基本結(jié)構(gòu)輸出阻抗的 gm4rds4倍。而且只需四個(gè) MOS管就可實(shí)現(xiàn)，因此有較廣泛的應(yīng)用。 ? 但是圖 4中 M3與 M2的漏源 電壓仍不相同，因此提出 了一種改進(jìn)型的威爾遜電 流源，如圖所示。 威爾遜電流源 ? 該電流源的基本原理是利用負(fù)反饋來提高電流源的輸出阻抗以使電流源具有良好的恒流特性。 RDSDSo IVVLWLWI)1()1()()(1212?????? 基本電流鏡結(jié)構(gòu) ? 如何改善 Io的恒流特性以實(shí)現(xiàn)真正意義上的電流源，可以看到原則上有兩種方法： 減小以至消除 M2的溝道調(diào)制效應(yīng)（因?yàn)?VDS1＝VGS1為定值，故 M1不影響 Io的恒流特性），即通過增大 M2的溝道長度，以減小 λ，增大輸出阻抗，從而改善恒流特性。恒流源電路 基本電流鏡結(jié)構(gòu) ? 電流復(fù)制的基本原理 相同的工藝參數(shù)制作的兩個(gè) 相同的 MOS器件具有相同 的柵源電壓，并且都工作在 飽和區(qū)則其漏極電流完全相 等，即實(shí)現(xiàn)了所謂的電流復(fù)制 。 ? 但是由于存在溝道調(diào)制效應(yīng)，且 VDS2是一變量，因此 Io實(shí)際上不是一個(gè)恒流源。 ? 另外，有時(shí)還由于存在不同的體效應(yīng)，使各自的閾值電壓 Vth不相等，因而其電流也會(huì)產(chǎn)生偏差，這也可以通過電路的合理設(shè)計(jì)以消除它對電流鏡的影響。忽略 M3的襯偏效應(yīng)，則有： 進(jìn)一步可推導(dǎo)出： ? 假定 gm1=gm2=gm3，且 gm1rds11，則上式可簡化為： 2222313133 /11/1 dsmdsmmdsmmdsdso rgrggrggrrr????????????)]1(1[1 1123
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