Elettronica analogica - Quesiti vari

Elettronica analogica CdL ELN - a.a. 2003/2004

Esercitazione 4

Specchi di corrente a MOSFET

Disegnare il circuito indicato in figura, tenendo presente che:

• I MOSFET a canale P (PMOSEN) si presentano con il terminale di source in basso, quindi vanno ruotati di 180° facendo click sul dispositivo e quindi Ctrl-R due volte.
• Dei MOSFET M1 ed M4 si deve fare l'immagine speculare con il comando: CTRL-F (il comando riportato nel testo: primo contatto.doc è errato).
• Fare molta attenzione quando c'è un incrocio di fili (connessione M2 - R2): quando si tracciano i fili non ci si deve fermare sull'incrocio se non si vuole che ci sia contatto.

Inizialmente, R2, R4 possono avere i loro valori di default (1K).

Utilizzando i valori di default per W, L e le proprietà dei MOSFET (si veda esercitazione 2):

1. Determinare il valore del resistore R1 perché in M1 circoli la corrente I = 0.5 mA D1.

2. Vedere con il simulatore, la tensione sul Drain di M3 e la corrente I D3. Osservare che M3 non replica la corrente di M1. Utilizzare le caratteristiche di uscita di questo MOSFET, ricavate nell'esercitazione precedente, per determinare il punto di lavoro di M3.

3. Su M5, determinare la tensione V GS5 perché I D5 = 0.1 mA.

4. Su M3, determinare il valore del parametro W per cui I D3 = 0.1 mA in zona attiva, modificare questo parametro (si fa doppio click sul dispositivo) ed eseguire di nuovo la simulazione.

5. Su M4, determinare il valore del parametro W per cui I D4 = 0.5 mA in zona attiva, modificare questo parametro ed eseguire di nuovo la simulazione.

6. Determinare il valore massimo di R2 perché M2 sia in zona attiva (il limite della zona attiva è dato da: V DS1 = V GS1 - V t).

7. Determinare il valore massimo di R4 perché M4 sia in zona attiva (si veda il punto 6 per le condizioni che devono essere soddisfatte).

8. Osservate che al variare di R2, R4, la corrente che attraversa questi resistori varia di poco, finché i MOSFET che li alimentano sono in zona attiva.