Circuito Espejo de corriente tipo Wilson Básico y Mejorado

Circuito Espejo de corriente tipo Wilson Básico y Mejorado

 Resumen  — Implementación y caracterización a gran y pequeña señal de un circuito espejo de corriente utilizando los transistores MOSFET tipo N  Palabras clave; clave; MOSFET; MOSFET; espejo de corriente; impedancia impedancia;; modelo en pequeña pequeña señal. señal.

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Introduccion

Los diseños diseños de fuentes de corri corriente ente en circu circuitos itos analógicos analógicos están basados en copiar ó re!lejar la corriente desde una referencia constante. En esta práctica práctica se analiará la la configuración configuración del es espej pejo o de co corri rrien ente te ti tipo po Wi Wilso lson n !ej !ejora orado do y bás básico ico"" co! co!o o se ilu ilustr stran an en lo loss ci circu rcuito itoss es#ue!áticos es#ue!átic os de las figuras $ y %" utiliando transistores transistores MOSFET N cuyo !odelo se !uestra en &ig. '.

&ig. $ Circuito es#ue!atico es#ue!atico de espejo de corriente. corriente.

(naliando el circuito a gran señal de la figura $" se obser)a #ue la resistencia *" establece una corriente de referencia para en función de la fuente de ali!entación " ade!ás de la ca+da de tensión en . Los transistores ,$ y ,- estan conectados co!o un diodo in)ersa!ente polariado debido a la estructura MOSFET con ello la resistencia #ue refleja es la resistencia entre las ter!inales drenaje y fuente el #ue estn conectadas conectadas las ter!inales ter!inales de drenaje y co!puerta i!plica i!plica #ue bajo ciertas condiciones los trasistores se encuentren en la región de saturación" !ientras supere el )oltaje de u!bral /0.  Conisderando #ue los cuatros trasistores estn en la región de saturación se tiene #ue1 /$0 /-0 /%0 /20 3uponiendo ta!bin #ue y co!o " al igualar las ecuaciones % y 2 tene!os #ue1 /40 /50 (l igualar las ecuaciones anteriores se tiene la dependencia de las corrientes y . /'0  ,a!bin  , a!bin se obser)a obser)a #ue por consiguiente1 /60 /70 Co!o ta!bin1 /$80 *esol)iendo para ecuaciones 7 y $8" considerando #ue los transistores son iguales esto es 9:$"

se tiene1 /$$0 ,a!bin se obser)a #ue por estar en cascada entonces igualando las ecuaciones - y 2 y to!ando en cuenta #ue y con la condición de #ue los transistores son iguales1 /$-0

&ig. - Modelo a pe#ueña señal del circuito de &ig. $.

; la i!pedancia reflejada en
( continuación se darán las condiciones para #ue los trasistores del circuito de la &ig. $" se encuentren en la región de saturación.

=ara M$" #ue e>ista un1 /$20

=ara M-1 /$40

=ara M%1 /$50

=ara M2" #ue e>ista un1 /$'0

( continuación se presenta el analisis del circuito espejo de corriente tipo Wilson basico.

&ig. % Circuito es#ue!atico de espejo de corriente básico.

Las condiciones para #ue los trasistores del circuito de la &ig. 2 " se encuentren en la región de saturación se enu!eran a continuación.

=ara M$1 /$60

=ara M-1 /$70

=ara M%1 /-80

El análisis a gran señal del circuito de la figura % se ?ace considerando a los tres transistores en la región de saturación por ello las corrientes están daddos por1

/-$0 /--0 /-%0 /-20

3uponiendo ta!bin #ue y " al igualar las ecuaciones -% y -2" se tiene #ue1 /-40 /-50

(l igualar las ecuaciones anteriores se tiene la dependencia de las corrientes y . /-'0

&ig. 4 Modelo a pe#ueña señal del circuito de la figura %.

La i!pedancia de salida del circuito de la figura 41 (28)

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@E3(**ALLA E=E*IME,(L =*ACE@IMIE,A

=ara realiar el análisis del circuito se utilió M(,L(B con 3IMDLI. 3e utiliaron cuatro transistores tipo  con la configuración !ostrada en la &ig. %. En el cuál se puede obser)ar las !ediciones realiadas tanto a la entrada" co!o a los )oltajes de co!puerta" y de drenaje de los transistores con el fin de !onitorear las distintas respuestas al realiar un barrido en )oltaje para deter!inar sus onas de operación y as+ poder identificar cuando entran a saturación.

&ig. 5 @iagra!a a blo#ues del circuito de la figura $" utiliando 3i!ulin9.

&ig. ' =ara!etros del transistor MA3&E,  utiliado en 3i!ulin9.

&ig. 6 @iagra!a a blo#ues del circuito espejo de corriente básico i!ple!entado en 3i!ulin9.

*E3DL,(@A3 La graficas de la figura 5" !uestran el co!porta!iento cuando los trasistores entran en saturación del circuito espejo de corriente !ejorado" por eje!plo para )oltajes !enores #ue )oltios el )oltaje
&ig. 7 Ciur)a de )oltajes en l os puntos <>"
&ig. $$ Frafica de la corriente reflejada contra el )oltaje
&ig. $2 Fraficas )oltaje
&ig. $4 Fraficas )oltaje
&ig. $5 Fraficas de corrientes de referencia contra el )oltaje de entrada del circuito básico.

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4.