偏置電路有兩種,即電流偏置電路和電壓偏置電路。設(shè)計CMOS模擬電路時最常用的是電流偏置電路。這是由于MOS晶體管的跨導(dǎo)gm和輸出電阻ro是決定電路工作(放大增益和頻率特性)的基本參數(shù),如式(7.1)所示,這一點可以用電流I簡單地表現(xiàn)出來:
式中,β是溝道長寬比有關(guān)的參量;入是ID-VDS特性的斜率。
理想的電流偏置源電路是在工作環(huán)境溫度、電源電壓、輸出電壓有變動的情況下仍然能夠持續(xù)提供恒定電流的電路。
首先,引見對外部提供的參考電流進行復(fù)制、在電路必要的中央制造電流源的方法。為了復(fù)制電流,需求監(jiān)視參考電流的機構(gòu)。最簡單的方法就是二極管銜接的MOS晶體管。如圖7.1所示,假設(shè)運用二極管銜接器件,那么參考電流Iref就被變換為柵極電壓VGS:
考慮到電流開端流過MOS晶體管時的柵極電壓VGS,就是閾值電壓VT,可以看出,過驅(qū)動電壓△ov是為了流過電流Iref,在柵極上額外多加的電壓。思索到Mos晶體管的柵極電流是由柵極—源極間電壓決議的(前提是工作在飽和區(qū)VDS
CMOS模擬電路巾有兩種電流源:給附加的電子電路提供電流的電流源,以及反過來從電子電路引出電流的電流源(也叫做電流吸收)。這兩種電流源可以用上述方法制造,不過前者的電流源電路用p溝MOS晶體管完成,后者用n溝MOS晶體管完成。運用這種方法,就能夠在模擬電路的恣意處制造甚毫幾個電流源。
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