高输出阻抗、高摆幅输出的恒流源电路

信息来源: 时间:2020-12-18

高输出阻抗、高摆幅输出的恒流源电路

上述改进的恒流源电路虽提高了输出阻抗、改善了恒流性能,但作为有源负载时,输出摆幅较小,这是因为输出级采用串级形式,进入饱和区的电压(Vo)较大,现以图2.2-2恒流源电路为例,进行说“为讨论方便起见,电路重画如图2.2-6a所示。此时输出电压(Vo)-输出电流(Io)的特性曲线如图2.2-6b所示。图中M2管的漏源电压image.png,等于栅源电压恒流源电路恒流源电路

M1管的漏源饱和电压image.png,因此,M1管进入线性区之前,输出电压Vo的最小值为

恒流源电路

设M1~M4管参数相同,则上式可写成

恒流源电路

恒流源电路

由上式可知,负向输出摆幅不仅决定于管子的饱和压降image.png,还要加上阈值电压VT

为消除(2.2-7)式中的VT项,增大输出电压Vo的动态摆幅,可采用图2.2-7a的电路形式,在M1管和M3管栅极之间加入了一个电平位移电压源,其值等于阀值电压VT。加入电平位移电压源VT后,M2管的漏源电image.png。显然,M1管进入线性区之前,输出电压Vo的最小值为

恒流源电路

图2.2-7b表示了图2.2-7a电路的输出特性曲线。

恒流源电路

图2.2-7a的实际电路如2.2-8所示,图中所有MOS管的偏置电流为IO(IR=IO),除M3管外,其他MOS管的宽长比(W/L)均相同,image.png管的宽长比为其他MOS管宽长比(W/L)的1/4。为书写方便见,图中的恒流源电路

恒流源电路

因M2管的宽长比(W/L)是其他MOS管的宽长比(W/L)的1/4,并根据image.pngimage.png关系式,不难证明,这样的电路结构及器件尺寸,image.png管的栅极电位为image.png,从而使M2管的漏源电压image.png,保证了输出电压VO最小值为

恒流源电路

图2.2-8恒流源电路可作为有源负载,以实现高增益、大的输出摆幅。

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