如本系列上一篇文章所述,使用運算放大器反饋和基準電壓源產生任意幅度的直流電流是一個簡單明了的過程。但是,假設有必要生成任意數量的電流匯(或源),例如N個,每個匯(或源)都有自己的任意大小;也許是為了偏置一些復雜模擬電路的各個階段。雖然基準電壓的產生只需要一次實現,但重復灌電流的整個反饋部分可能會占用大量成本和設計面積。因此出現了一個問題:是否有可能使用單個反饋源來實現這樣的偏置網絡?答案是肯定的 — 盡管它變得有些復雜并且必須滿足某些條件 — 并且此網絡(僅用于此分析的接收器)如下面的圖 1 所示。
圖 1:吸電流網絡
最終,MOSFET、VS 和 RSET 電阻的源電壓決定了每個磁路的灌電流;通過移除外水槽支腿的反饋(即,對于所有 N > 1),VSN 的直接控制已經丟失。因此,必須仔細選擇RSETN,以產生所需的任意第N個橋臂灌電流ISINKN。檢查上面的圖1,可以很容易地推導出一個方程,該方程定義了偏置網絡第N條腿中的電流與第一個分支中的電流之比:
重新排列公式1以求解R1與RN電阻比MRN,得到:
那么偏置網絡第N支路VSN中的MOSFET源電壓是多少?考慮在飽和區域工作的NMOS的漏極電流方程:
需要注意的是,信道寬度調制的影響在這里可以在很大程度上忽略。這是因為漏極電壓增加導致漏極電流的任何增加都會在R兩端下降設置電阻,導致源電壓升高。為了使 MOSFET 保持任何電流,柵極電壓必須大于源極電壓和閾值電壓之和。也就是說,對于固定柵極電壓,源極電壓最終被箝位到至少低于它的閾值壓降,并且漏極電壓增加多少都不會增加漏極電流。因此,建立的運行條件即R設置必須足夠大,以確保此夾緊允許做出以下假設:
那么柵極驅動到閾值電壓差VGT是多少?這最終取決于偏置網絡第一條腿的反饋;它本質上是維持所需ISINK1電流所需的電壓:
在公式11中重新排列項后,可以確定VGT的方程:
將等式13代入等式10得到:
最后,電阻比MRN可以單獨寫為MIN的函數(以及偏置網絡器件的一些物理常數),如下所示:
現在,已經推導出了模擬RSET電阻比的方程;可以探討它對產生具有任意幅度的偏置電流網絡的影響。
審核編輯:郭婷
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