Circuito de polarización de espejo de corriente simple MOS

Tienes una idea falsa en este momento. Que el transistor esté conectado a diodo solo significa que \ $ V_ {ds} = V_ {gs} = V_ {sesgo} \ $, ¡pero eso es todo! Esto por sí solo no significa que \ $ V_ {gs} \ $ será igual a \ $ V_ {t} \ $.

\ $ V_ {t} \ $ es solo un umbral que debe alcanzarse, al menos, para que lo lleve a cabo el transistor. No debes mezclar esto con el caso de un diodo normal. Para el transistor, solo decimos que en esta configuración su característica IV "se parece" a la de un diodo, pero eso no significa que \ $ V_ {gs} \ $ se mantendrá igual a \ $ V_ {t} \ $ No importa cuánta corriente fluya. La "configuración de diodo" solo se asegura de que el MOSFET estará saturado en todo caso, una vez que comience a funcionar ya que \ $ V_ {ds} \ $ aka \ $ V_ {gs} \ $ siempre será mayor que \ $ V_ { gs} -V_t \ $

Lo que realmente logras con la réplica actual, es que al forzar la corriente a través del transistor a ser \ $ I_ {sesgo} \ $, básicamente se define la cantidad de \ $ V_ {gs} = V_ {sesgo} \ $ estarán. Eche un vistazo a las características típicas de I-V de un MOSFET. Puede verlo así: Usted define cuánto \ $ I_d \ $ estará con su circuito de polarización por encima del MOSFET. Luego, dibuje una línea horizontal a este valor de \ $ I_d \ $ y encontrará la cantidad de \ $ V_ {gs} \ $ que se forzará.

Entonces, en general, con \ $ I_ {sesgo} \ $ teniendo un valor específico y constante establecido por su circuito de polarización, \ $ V_ {sesgo} \ $ también tendrá un valor específico y constante que será, normalmente, más alto que \ $ V_ {t} \ $ y eso depende de cuánto es \ $ I_ {sesgo} \ $. De esta manera, su único parámetro libre para jugar es el ancho de los transistores.

Su idea errónea parece ser que los MOSFET son interruptores ideales. Ellos no son. El FET no está repentinamente mágicamente lleno con voltaje de compuerta por encima de Vth y completamente apagado por debajo de Vth.

Vth es el voltaje de umbral de la puerta . En realidad, lea una hoja de datos y vea cómo se define eso. Por lo general, es la tensión de la compuerta a la que puede fluir una corriente de drenaje mínima. NO es un umbral de activación / desactivación de magia.

La mitad de un espejo de corriente que se muestra produce el voltaje de la compuerta que se requiere para conducir exactamente la corriente de polarización para ese FET en particular . La otra mitad del espejo actual que no se muestra idealmente tiene un FET idéntico. Su compuerta también está vinculada a Vbias, por lo que se enciende al nivel de conducción de la misma corriente de drenaje que una M3.

Por supuesto, no hay dos FET idénticos, especialmente cuando son partes discretas. En un solo IC, a menudo los FET con la misma geometría se ajustarán lo suficientemente cerca como para que una duplicación de corriente básica como la descrita anteriormente funcione lo suficientemente bien. Para diseños discretos, tampoco se puede confiar en la coincidencia, por lo que a menudo se agregan resistores de fuente para hacer que la corriente como una función del voltaje de la compuerta sea más consistente. Esto viene a expensas de un poco más de caída de voltaje. No hay almuerzo gratis.