如本系列上一篇文章所述,使用運(yùn)算放大器反饋和基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生任意幅度的直流電流是一個簡單明了的過程。但是,假設(shè)有必要生成任意數(shù)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(fù)雜模擬電路的各個階段。雖然基準(zhǔn)電壓的產(chǎn)生只需要一次實(shí)現(xiàn),但重復(fù)灌電流的整個反饋部分可能會占用大量成本和設(shè)計(jì)面積。因此出現(xiàn)了一個問題:是否有可能使用單個反饋源來實(shí)現(xiàn)這樣的偏置網(wǎng)絡(luò)?答案是肯定的 — 盡管它變得有些復(fù)雜并且必須滿足某些條件 — 并且此網(wǎng)絡(luò)(僅用于此分析的接收器)如下面的圖 1 所示。
圖 1:吸電流網(wǎng)絡(luò)
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(jīng)丟失。因此,必須仔細(xì)選擇RSETN,以產(chǎn)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(dǎo)出一個方程,該方程定義了偏置網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)第N支路VSN中的MOSFET源電壓是多少?考慮在飽和區(qū)域工作的NMOS的漏極電流方程:
需要注意的是,信道寬度調(diào)制的影響在這里可以在很大程度上忽略。這是因?yàn)槁O電壓增加導(dǎo)致漏極電流的任何增加都會在R兩端下降設(shè)置電阻,導(dǎo)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(yùn)行條件即R設(shè)置必須足夠大,以確保此夾緊允許做出以下假設(shè):
那么柵極驅(qū)動到閾值電壓差VGT是多少?這最終取決于偏置網(wǎng)絡(luò)第一條腿的反饋;它本質(zhì)上是維持所需ISINK1電流所需的電壓:
在公式11中重新排列項(xiàng)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(dú)寫為MIN的函數(shù)(以及偏置網(wǎng)絡(luò)器件的一些物理常數(shù)),如下所示:
現(xiàn)在,已經(jīng)推導(dǎo)出了模擬RSET電阻比的方程;可以探討它對產(chǎn)生具有任意幅度的偏置電流網(wǎng)絡(luò)的影響。
審核編輯:郭婷
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