Capitolul 3 Surse de curent si surse de tensiune

3.1. Surse de curent

3.1. Surse de curent 3.1.1. Introducere

IO VO

VO

I

IO

Parametri: •  Curentul de iesire IO [A]

•  Rezistenta de iesire [Ω]

., ctTVO

OO

CCdIdVR

=

=

., ctVR

OI

CCLO dT

dITC=

=

., ctVR

O

OI

CCLO dT

dII1RTC

==

., ctTRCC

O

LdVdIPSRR

=

=

.,.,//

ctTRCC

O

O

CC

CCCC

OOIV

LctTLR

OCC dV

dIIV

VdVIdIS

=

===

•  Tensiunea minima de iesire [V]

•  Coeficientul de temperatura [A/K]

•  Coeficientul relativ de temperatura [1/K]

•  Factorul de rejectie al tensiunii de alimentare (Power Supply Rejection Ratio) [A/V]

•  Sensibilitatea curentului de iesire in raport cu variatiile tensiunii de alimentare [-]

Caracteristica de iesire a unei surse de curent VOmin

IO RO = (dIO/dVO)-1

VO

IO

Clasificare I. Surse de curent elementare - complexitate redusa - performante modeste II. Surse de curent cascod - rezistenta de iesire mare - tensiune minima de iesire mare - tensiune minima de alimentare mare III. Surse de curent cu autopolarizare - dependenta redusa IO (VCC) - necesita circuit de pornire IV. Surse de curent compensate cu temperatura - dependenta redusa de temperatura - complexitare ridicata

3.1.2. Surse de curent elementare

VO

RO IO

Q

R V

( )

( )( ) TTGSGSO

mdsO

2TGSO

OGS

VVVVVVVRg1rR

VV2KI

RIVV

−=−+−=

+=

−=

+=

min

( )

( ) OTGS

2TGSGS

IVV

VV2KRVV

⇒>⇒

−+=⇒

Sursa de curent CMOS cu un tranzistor

3.1.2. Surse de curent elementare

Sursa de curent bipolara cu un tranzistor

VO

RO IO

Q

R V

RVVI BE

O−

=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

++=

RrR1rR oO

π

β

CEsatBEO VVVV +−=min

Oglinda de curent CMOS

⇒ ⇒

Curentul de iesire

VO VDD

Q2 Q1

R IO

RO

I

1GSODD VRIV +=

( )2T1GSO VV2KI −=

( ) 1GS2

T1GSDD VVV2KRV +−=

⇒ ( ) )(, TDDT211GS VVKR21KR1

KR1VV −+±−=

( ) ( )[ ]TDDTDD2O VVKR21VVKR1KR1I −+−−+=⇒

O2dsO I

1rRλ

==

KI2

VVVV OT2GSsat2DSO =−==min

( )TDDT1GS VVKR21KR1

KR1VV −++−=

VGS trebuie sa fie mai mare decat VT:

1GS

O

1DS

2DS

1DS2

T1GS

2DS2

T2GSOV1V1

V1V1

V1VV2K

V1VV2K

II

λ

λ

λ

λ

λ

λ

+

+=

+

+=

+−

+−=

)()(

)()(

Efectul de modulare a lungimii canalului

Rezistenta de iesire

Tensiunea minima de iesire

SIMULARI pentru oglinda de curent CMOS Caracteristica de iesire


SIM 3.1: ID2 (V2)


SIM 3.2: ID2 (V2), rds2 - parametru

SIMULARI pentru oglinda de curent CMOS Dependenta curentului de iesire de tensiunea de alimentare

SIMULARI pentru oglinda de curent CMOS Dependenta curentului de iesire de tensiunea de alimentare

SIM 3.3: ID2 (V1)

Oglinda de curent bipolara VO VCC

Q2 Q1

R IO

RO

I

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛≅

−=

th

1BE1S

BECCVVI

RVVI exp

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛≅

th

2BE2SO V

VII exp

2BE1BE VV =

⇒1S

2SOII

II

≅1S

2SBECCO I

IRVVI −

≅⇒

Curent de iesire

O

A

2C

AoO I

VIVrR ===


.min sat2CEO VV =

Tensiune minima de iesire

Efect Early

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

−=

A

1CE

th

1BE1S

BECCVV1

VVI

RVVI exp

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

A

2CE

th

2BE2SO V

V1VVII exp

A

OA

1BE

1S

2S

A

2CEA

1CE

1S

2SO

VV1

VV1

II

VV1

VV1

II

II

+

+=

+

+=

2I2II

II

BB

BO+

=+

=ββ

ββ

Influenta β

SIMULARI pentru oglinda de curent bipolara Caracteristica de iesire


SIM 3.4: IC1 (V2)


SIM 3.5: IC1 (V2), VA1 - parametru

SIMULARI pentru oglinda de curent bipolara Dependenta curentului de iesire de tensiunea de alimentare

SIMULARI pentru oglinda de curent bipolara Dependenta curentului de iesire de tensiunea de alimentare

SIM 3.6: IC1 (V1)

Sursa de curent cu reducerea efectului β (1)

121

1

1I2I

III

2B

B

BO ≅

++

=

++

=

ββββ

β

R

RO IO

I

VCC

Q3

Q2 Q1

VO

Curent de iesire

RV2VII BECC

O−

=≅

O

A

2C

AoO I

VIVrR ===

.min sat2CEO VV =



Influenta β

R

IO I

VCC

Q3 Q2

Q1

VO

1

221

1

I12I

I12

II

2BB

BO ≅

++

=

++

+

++

=

ββββ

β

βββ )(

RV2VII BECC

O−

=≅

.min sat1CE2BEO VVV +=

Sursa de curent cu reducerea efectului β (2)

Curent de iesire


Influenta β

R

IO’

I

VCC

Q3

Q2’ Q1

IO’’

Q2’’

IO’’’

Q2’’’

Sursa de curent multipla

VO VCC

Q2 Q1

R1 IO

RO

I

R2

Sursa de curent Widlar bipolara

1

BECCRVVI −

=

2

S

Oth

Sth

2

2BE1BEO R

IIV

IIV

RVVI

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

=−

=

lnln

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

O1

BECC

2

th

O2

thO IR

VVRV

II

RVI lnln

Curentul de iesire

( ) ( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+++=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+++=

11m22

2

O

A

11m22

2oO Rg1Rr

R1IV

Rg1RrR1rR

////// ππ

ββ


2Osat2CEO RIVV += .min


⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −=

O1

BECC

2

th

CCCC

OIRVV

RV

dVd

dVdI ln

( )

( )2O1

CC

O1BECCO1

BECC

O1

2

th

CC

O

IRdVdIRVVIR

VVIR

RV

dVdI

−−

−=

O2

thBECC

th

2

CC

O

IRV1

VVV

R1

dVdI

+

−=

PSRR

Sensibilitatea curentului de iesire in raport cu variatiile tensiunii de alimentare

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −+

=+

==

O1

BECCth

O2CC

O

O

CCIV

IRVV1

1

VIR1

1dVdI

IVS O

CCln

Sursa de curent CMOS

Curentul de iesire

Q2 Q1

R2

R1 IO

VO VDD

I

RO

( )TDD111

T1GS VVKR21KR1

KR1VV −++−=

( )2T2GS2

2GS2O2GS1GS VV2KR

VRIVV −+=+=

( ) ( )2DS2

T2GSO V1VV2KI λ+−=

2OO

2Osat2DSO RIKI2RIVV +=+=min

( )22m2dsO Rg1rR +=

)( T2GS VV >



Sursa de curent standard

O22BE11BE IRvIRv +=+

( )2BE1BE12

O vvIRR1I −+=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

1S

2S

O2

th

2

1OII

II

IRV

RR

II ln

1

BECCRRvVI

+−

=

( )⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

++++=

11m22

22oO Rg1RrR

R1rR///π

β

Curentul de iesire


Se poate determina I/IO deoarece:

Daca R1I >> vBE1 – vBE2:

2

1ORR

II

=

VO VCC

Q2 Q1

R IO

RO

I

R2 R1

Sursa de curent standard cu iesire multipla

Daca ariile tranzistoarelor sunt alese in asa fel incat densitatile de curent sa fie egale, atunci tensiunile baza-emitor vor fi egale.

R1

I3

IREF

VCC

Q1

Q3 Q2

I4 Q4

I5 Q5

R2 R3 R4 R5 R6

I6

Q6

0AA

jAjAV

II

IIVvv

2

3

3

2th

2S

3S

3

REFth3BE2BE =⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=− lnln

6BE2BE vv == ...

2REF66554433 RIRIRIRIRI ====

Deci: si:

21

BECCREF RR

v2VI+−

=

6

2REF6

3

2REF3 R

RIIRRII == ;...;

Cei patru curenti de iesire au expresiile:

unde:

Sursa de curent utilizand ca referinta tensiunea baza-emitor

S1

BECC

2

th

2

1BEO IR

v2VRV

RvI −

== ln

IO IREF

VCC

R1

R2

Q2

Q1

3.1.3. Surse de curent cascod

Q2

VA

V2

VO

RO IO

Q1

R V1

RO1

( )

( )( )

( ) T2T2GS2GS2minO

m1ds1O

2ds

2m1Om2dsO

2T1GSO

O1GS1

VVVVVVV

Rg1rRRrgRg1rR

VV2KI

RIVV

−=−+−=

+=

≅+=

−=

+=( )

( ) OT1GS

2T1GS1GS1

IVV

VV2KRVV

⇒>⇒

−+=⇒

( ) ( )

KI2VVVVV

VVVVVVV

OTGSsat1DS12

sat1DS1GS12GS2

sat1DS1DS

=−=>−⇔

⇔>−−−⇔

⇔>

Este necesar ca:

Curentul de iesire



3.1.3. Surse de curent cascod Sursa de curent cascod CMOS (1)

VO

IO

VDD

I

Q3 Q2

Q1 Q4

RO

A

3DS

2DSOV1V1

II

λ

λ

+

+=

( ) 2dsm2ds1m1dsO rgrg1rR ≅+=

KI22VVV2V TTGSO +≅−=min

( )TGSGSsat1DSAO VVVVVV −+=+=min

Curentul de iesire



Oglinda de curent cascod CMOS (2)

SIMULARI pentru oglinda de curent CMOS cascod Caracteristica de iesire


SIM 3.7: ID2 (V2)


SIM 3.8: ID2 (V2), rds2, rds4 - parametri

SIMULARI pentru oglinda de curent CMOS cascod Dependenta curentului de iesire de tensiunea de alimentare

SIMULARI pentru oglinda de curent CMOS cascod Dependenta curentului de iesire de tensiunea de alimentare

SIM 3.9: ID2 (V1)

Sursa de curent cascod bipolara (1)

Q2

VA

V2

VO

RO IO

Q1

R V1

RO1

RVVI 1BE1

O−

=

2O1O2

1O2oO r

RrR1rR ββ

π≅⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

++=

21

1o1O rRr

R1rR ππ

β>>⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

++=

sat2CE2BE2sat2CEAO VVVVVV +−=+=min

Este necesar ca:

( ) ( )

sat1CE12

sat1CE1BE12BE2

sat1CE1CE

VVVVVVVV

VV

>−⇔

⇔>−−−⇔

⇔>

Curentul de iesire



Oglinda de curent cascod bipolara (2) Curentul de iesire


Rv2VII BECC

O−

==

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+++=

)///( 1m3O2

3O2oO g2RRr

R1rRπ

β

)///(, 1m23o3O g2RrrR π>>=

Deci:

2oO rR β≅


sat2CEAO VVV +=min

BE2BE4BE1BEA vvvvV =−+=

VO VCC

Q2 Q1

R IO

RO

I

Q3 Q4

RO3 A

Sursa de curent cascod bipolara (3)

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+++=

)///( 1m15O4

5O4oO g3RRr

R1rRπ

β

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+++≅

3m25

25o5O g1Rr

R1rR/π

β

Deci: 4oO rR β≅

sat4CEAO VVV +=min

BEA v2V =

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

−=

O2

th

2

5BE3BEO I

IRV

RvvI ln

1

BECCRv3VI −

=

)///(, 1m145O g3RrR π>>

IO

VCC

R2

R1

Q5

Q4

Q3

Q2

Q1

RO

RO5 A

I

Curentul de iesire



VO

VDD

I2 = I I1 = I

Q2 Q3

Q1 Q4 Q5

IO

W/L W/L

(W/L)/(n+1)2 (W/L)/n2 (W/L)/n2

IO

RO

IIO =

( ) 2dsm2ds1m1ds0 rgrg1rR ≅+=

( )2T5GS2VV

1nLW

2KI −

+=

)(/'

( )2T41GS2VV

nLW

2KI −= )(

/'

( )2T32GS VVLW2KI −= )()/('

⇒

Curentul de iesire



Sursa de curent cascod MOS (3)

( ) ( ) sat2DST2GST1GST5GS1GS5GS2DS VVVVVVVVVV =−=−−−=−=

( )( ) ( )KI21nVV1nVVV T2GS2DSsat1DSO +=−+=+=min

⇒( )( )T32GST5GS VV1nVV −+=− )(

( )T32GST41GS VVnVV −=− )()(

Tensiunea drena-sursa a tranzistorului Q2 este:

Deci, Q2 este polarizat la limita de saturatie. Rezulta:

3.1.4. Surse de curent cu autopolarizare

3.1.4. Surse de curent cu autopolarizare Oglinda de curent

RvVI BECC

O−

=

1VI

IVS

CC

O

O

CCIVOCC

≅∂

∂=

Sursa de curent Widlar bipolara

O2

thO I

IRVI ln=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

∂∂

−∂∂

=∂∂

CC

O2OCCO

O

2

th

CC

OVI

II

VI

I1

II

RV

VI

CCO2

th2

th

CC

OVI

IRV1

IRV

VI

∂∂

+=

∂∂

th

O2CCth

O2CC

CC

O

O

CCIV

VIR1

1VI

VIR1

1IV

VI

IVS O

CC+

≅∂∂

+=

∂∂

=

S1

BECC

2

thO IR

v2VRVI −

= ln

Sursa de curent utilizand ca referinta tensiunea baza-emitor

S1BECC

S1

2

th

CC

OIR1

v2VIR

RV

VI

−≅

∂

∂

%4vVSBE

thIVOCC

≅≅

S

REF

2

th

2

1BEO I

IRV

RvI ln==

A

BECC

A

BEA

BECC

O

REFVv2V1

Vv1

Vv2V1

II −

+≅+

−+

=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −++=⇒

A

BECC

2

th

S

O

2

thO V

v2V1RV

II

RVI lnln

)( CCA2

th

CC

OVVR

VVI

+=

∂∂

CC

ABE

thIV

VV1

1vVS O

CC+

≅

⇒

Derivand: rezulta:

IO IREF

VCC

R2

Q2

Q1

Q6 Q5

IO

Q4

IO

Q3

Sursa de curent cu autopolarizare utilizand ca referinta tensiunea baza-emitor

Sursa de curent Widlar cu autopolarizare

2

2BE1BEO R

vvI −=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

1S

2S

2

th

O

REF

2

thO I

IRV

II

RVI lnln

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+≅

1S

2S

2

th

A

CC

2

thO I

IRV

VV1

RVI lnln

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛≅

1S

2SA

CCIV

II1

VVS O

CCln

IO IREF

R2

Q2 Q1

Q6 Q4

IO

Q3

IO

Q5

VCC

R

IO

VDD

Q5 Q4

Q3

Q2

Q1

IO

Sursa de curent CMOS cu autopolarizare (1)

( )2TGSGS

O VV2K

RV

I −==

( ) 0V2KRVKRV1V

2KR 2

TGST2GS =++−

KR1KRV2

KR1VV T

T21GS+

±+=,

KR1KRV2

KR1VV T

TGS+

++=

( )TT2O KRV21KRV1KR1I +++=

Curentul de iesire

Rezolvand ecuatia pentru VGS rezulta:

Deci:


IO

VDD

Q6 Q5

Q4 Q3

Q2 Q1

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++=

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

SO

thO

T

SO

thO

T

I10IlnV

KI2V

IIlnV

K4I2V

( )[ ]2thO 10lnVK2I =

Curentul de iesire

Rezulta:

qkTVth = - tensiunea termica


VDD

R2

R1 Q1

Q3 Q2

Q6 Q5 Q4

IO I IO

B A

11EB

O RV

I =

Pentru tranzistoare MOS identice, VA = VB, deci:

Curentul de iesire

SIMULARI pentru sursa de curent CMOS cu autopolarizare (3) Dependenta curentului de iesire de tensiunea de alimentare

SIMULARI pentru sursa de curent CMOS cu autopolarizare (3) Dependenta curentului de iesire de tensiunea de alimentare

SIM 3.10: ID2 (V1)

SIMULARI pentru sursa de curent CMOS cu autopolarizare (3) Dependenta curentului de iesire de temperatura

SIMULARI pentru sursa de curent CMOS cu autopolarizare (3) Dependenta curentului de iesire de temperatura

SIM 3.11: ID2 (t)


Se poate demostra ca VA = VB, deci:

Curentul de iesire

VDD

R2 R1

Q7 Q1

Q3 Q2

Q6 Q5 Q4

IO

W/L n(W/L)

B A W/L n(W/L)

( )nlnRV

RVV

I1

th

1

7BE1BEO =

−=


+ -

R1 R2

R3

VDD

Q3

Q6 Q5

Q9

VO

A Q2

Q4

IO W/L n(W/L)

W/L n(W/L)

W/L

N M

Q1 Q7 Q8

3GS2GS VV =

( )nlnVRR

RVVRV th

12

17EB1EB

2R2 =−

=( ) ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡+=⇒ )T(VnlnV

RR

RI)T(I 8EBth

12

3O

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++=

OEB T

TlnCTBTA)T(V

Sursa de curent CMOS cu autopolarizare (5) – cont.

+ -

R1 R2

R3

VDD

Q3

Q6 Q5

Q9

VO

A Q2

Q4

IO W/L n(W/L)

W/L n(W/L)

W/L

N M

Q1 Q7 Q8

( ) ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+++=⇒

O12

3O T

TlnCTBTAnlnqkT

RR

RI)T(I

Conditia de corectie liniara a caracteristicii poate fi scrisa astfel:

( ) 0nlnqk

RRB12 =+

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

O3O T

TlnCTARI)T(I

Rezulta:

3.2. Surse de tensiune

3.2.1. Clasificare I. Surse de tensiune elementare - complexitate redusa - performante modeste II. Surse de tensiune cu reactie - rezistenta de iesire redusa - complexitate medie III. Surse de tensiune compensate cu temperatura - dependenta redusa de temperatura a tensiunii de iesire - complexitate ridicata

3.2. Surse de tensiune

3.2.2. Surse de tensiune cu reactie

D

R

C

A

EC iO iI

vO vI RL

Surse de tensiune cu stabilizare serie (schema bloc)

D = bloc de divizare C = bloc de comparare R = circuit de referinta A = amplificator EC = element de control

3.2.2. Surse de tensiune cu reactie

D

R

C

A

EC

iO iI

vO vI RL

D = bloc de divizare C = bloc de comparare R = circuit de referinta A = amplificator EC = element de control

Surse de tensiune cu stabilizare paralel (schema bloc)

BEZO VVv −=

iI

R

vO RL

Q iO

VZ D

vI

( ) Z1

2ZBEO V

RR1VVv >⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++=

vO vI

RL

D R1

R2

R

Exemple de surse de tensiune

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

2

1ZO R

R1Vv ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

1

2ZO R

R1Vv

R6 R2

R1 R4 R5 R3

vO

D

Q’ Q’’

R6 R2

R1 R4 R5

R3

vO

D

Q’ Q’’

( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++=

2

1BEZO R

R1VVv '

vI

D

vO

RL

R2

R1 R3 R4

Q

vI

VR -

+ Q

RL

vO

R2

R1

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

+=

2

1RO

21

2OR

RR1VV

RRRVV

VR

VCC

-VCC

VO

Q2

Q1

R2

R1

+ -

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

+=

2

1RO

21

2OR

RR1VV

RRRVV

VR

VCC

Q2

Q1

Q3

R2 R3'

R1

R3'' = R3'

Q4

+ -

+ -

- VCC

VO+

VCC

-VCC - VCC

VO -

+−−+

+

+

−=⇒−=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

+=

OO3

O

3

O

2

1RO

21

2OR

VVRV

RV

RR1VV

RRRVV

'''

rV

rVVVI DBE2D1D

OL ≅−+

=

IO Q

D2 D1

r

R4

Protectia la suprasarcina (1)

rVI BE

OL =

IO Q r

R4

T1

VO

VCC

- VCC

-VCC

VR

Q2

AO2

R2

R1

AO1 Q1 +

- +

-

VCC

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

+=

2

1RO

21

2OR

RR1VV

RRRVV

Q2

Q3 R

VCC

Circuit de limitare a curentului

VO

I

IO

Q1

Protectia la suprasarcina (2)

RVI 3BE

OL =

+ - REF

circuitul BA 723

Sursa de tensiune pentru VO < VR

R31

1RO V

RRRVV <+

=scBE

Osc RV

I =

+ -

VO

VR

R3

REF

RL

RSC

R2

R1

Q3

Q2

Q1

VCC

scBE

Osc RV

I =R12

ROR21

1O V

RR1VVV

RRRV >⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=⇒=

+

+ -

VO

VR R3 REF

RL

RSC

R2 R1

Q3

Q2

Q1

VCC

Sursa de tensiune pentru VO > VR

3.2.3. Surse de tensiune compensate cu temperatura

Referinte de tensiune bandgap (banda interzisa)

A

Σ

DVth Vth

VBE

VREF=VBE+DVth

Vth

3.2.3. Surse de tensiune compensate cu temperatura

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

)()(ln)(TITIVTV

S

CthBE

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

th

GOS V

ECTTI exp)( η⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=⇒ ηCT

TIqkTETV C

0GBE)(ln)(

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡+= η

O

OCOGOOBE

CTTI

qkTETV )(ln)(

αBTTIC =)(

⇒

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+

−+=⇒

OO

GOOBEGOBE T

TlnqKT)(T

TE)T(VE)T(V ηα

0K/mV1,2T

E)T(VO

GOOBE <−≅−

Dependenta de temperatura a tensiunii VBE

)T(VDV)T(V BEthREF +=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++=

OBE T

TCTBTATV ln)(⇒

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛++=

OREF T

TCTTqkDBATV ln)(⇒

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=⇒=+

OREF T

TCTATV0qkDB ln)(

Functionarea referintelor de tensiune

Referinta de tensiune (1)

+ -

I1

VREF

Q2 Q1

R3

R2 R1

I2

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

−=

1

2

33

1BE2BE1 I

IqRkT

RVV

I ln

2211 RIRI =

⇒

⇒ ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

2

1

31 R

RqRkTI ln

)()()( TVRTITV 2BE11REF +=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++=

OBE T

TCTBTATV ln)(⇒

⇒ ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++=

O2

1

3

1REF T

TCTTRR

RR

qkBATV lnln)(

V21ATTCTATV0

RR

RR

qkB

OREF

2

1

3

1 ,ln)(ln ≅≅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=⇒=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

VREF

t

VO

Q3 Q2 Q1

Q5 Q4

Q8 Q7 Q6

R2

VDD

R1

B A

I


( ) ( )4

4D

5

5DT4GST5GS4GS5GSBA K

I2KI2VVVVVVVV −=−−−=−=−

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=−

4

5

7D

6D

5

5D

4

5

5D

4D

5

5DBA LW

LWII1

KI2

KK

II1

KI2VV

)/()/(

BA7

6

5

4 VVLWLW

LWLW

=⇒=)/()/(

)/()/(

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+=

7

6

1

2BEO LW

LWqkT

RRTVTV 3 )/(

)/(ln/)(/)(

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++=

0BE T

TCTBTATV ln/)(/ ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=⇒

0O T

TCTATV ln)(

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=−

7

6

4

55DBA LW

LWLWLW1

KI2VV

)/()/(

)/()/(

Pentru:

21

BEBEBE2BEO R

RTVTV

TVRTITVTV 2133

/)(//)(//)(/)(/)(/)(

−+=+=⇒

7D

6D

1

2BEO I

IqkT

RRTVTV

3ln/)(/)( +=

0LWLW

qk

RRB

7

6

1

2 =⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

)/()/(ln

SIMULARE pentru referinta de tensiune (2) Dependenta de temperatura a tensiunii de referinta

SIMULARE pentru referinta de tensiune (2) Dependenta de temperatura a tensiunii de referinta

SIM 3.13: VD5 (t)

+ -

VO

Q2 Q1

R5 R7

R6

R4

R3

R2 R1

A IC1 IC2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=⇒

2

1th

2

1

4

5BE

7

6O R

RVRR1

RRTV

RR1TV

2ln)()(

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=⇒

07

6O T

TCTARR1TV ln)(


1C

2C

4

th

4

1BE2BE1C I

IRV

RVVI ln=

−=

22C11C RIRI =

⇒

2

1

4

th1C R

RRVI ln=⇒

)()()( TVRIITV 2BE52C1CA ++=

76

7OA RR

RTVTV+

= )()(⇒

0BRR

qk

RR1

RR

2

1

2

1

4

5 =+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+ ln

Senzori de temperatura

+ - VO

R3

Q2 Q1

R2

R5

R4

I1

R1

TctRRV

RRR1TV

1

2th

4

53O .ln)( =⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ++=⇒

⇒==−=++ 1

2th

2C

1Cth2BE1BE

543

4O R

RVIIVVV

RRRRTV lnln)(

Exemplu (1)

VDD

VO

R2 R1

Q2 Q1

Q4 Q3

Q7 Q6 Q5

B A

TctLWLWV

RR

RVV

RTIRTIRV6

5th

1

2

1

BEBE24D27D2O

21 .)/()/(ln)()( =⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

−===

Exemplu (2)

Exemplu (3) – circuit de extragere a tensiunii de prag

I 1:1 I I

VC

VDD

VO

Q7 Q6 Q5

Q4

Q3 Q2 Q1

K

K K

4K

4K

K

K

( )00TTTTGSGSO TTaVVKI2V

K4I2V2VV2V 34 −+==⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=−=

Capitolul 3 Surse de curent si surse de tensiune -...

Documents

Transcript of Capitolul 3 Surse de curent si surse de tensiune -...