Etude et dimensionnement d'un miroir de courant

Résumé du document

Ce compte rendu est un résumé de ce que j'ai pu observer et apprendre au travers des séances de projet synthèse physique. Nous voulions élaborer une simulation sous CADENCE d'une structure de type miroir de courant en étudiant les avantages et les inconvénients de celle-ci. J'ai donc essayé de synthétiser ce qui m'a paru essentiel.

Ce document est sensé permettre à un élève de pouvoir mieux appréhender le dimensionnement d'une telle structure (avec les commandes utiles au moment voulu et une annexe en fin de document pour les simulations particulières).

Extraits

[...] R vaut donc 6KΩ. On obtient une courbe où le seuil de Vdd est plus bas : On asservit donc la tension aux bornes de la résistance : Plus on augmente plus on diminue la transconductance et donc plus on atténue les variations de courant vis-à-vis des variations de la tension d'alimentation. Pour obtenir un courant de 100µA exactement, on fait varier I en fonction de R. Pour une résistance de 6,2KΩ on obtient le courant désiré. (Avec le dimensionnement ci-dessus). [...]

[...] Le transistor M7 verra donc sur sa grille On calcule donc = = Avec un minimum pour W de 0,4 on trouve L = 150 Si toute la structure est bloquée, M6 est bloqué. Lorsqu'il est passant : = = Ce montage possède un inconvénient, en effet en l'ajoutant on augmente la valeur de la transconductance. IV) Montage cascode à grande excursion Il faut donc chercher à augmenter l'impédance de sortie du montage. On ajoute pour cela un montage cascode à grande excursion. [...]

[...] o Quels sont les effets lorsque la tension d'alimentation varie. o Quel est le comportement du circuit vis-à-vis de la température o Quel est le comportement vis-à-vis d'une rampe, quel est le temps d'établissement . Tous ces points ne seront pas forcément traités dans la suite et ne restent que des suggestions d'étude. On doit tout d'abord donner un ordre de dimensionnement aux transistors Les paramètres constructeurs sont les suivants Pour un canal long (L=1µm) Vtn=0,5V Vtp=0,7V Kn=170µA/V² Kp=58µA/V² Hypothèse de départ : -On fixe le courant I à 100µA -On veut un miroir de courant, tous les transistors doivent donc être saturés avec Le transistor M4 est monté en Diode, il est donc saturé. [...]

[...] On se propose maintenant de créer ce générateur de courant dans un des cas ou le circuit démarre : Comment doit-on dimensionner M5 M6 et M7 ? On doit fournir un courant en B pour assurer un démarrage de la structure : le transistor M5 doit donc être passant, la tension de grille de M5 doit être inférieure à 0. Une fois qu'on a démarré le circuit M5 doit revenir bloqué et M7 doit donc devenir passant. On connecte donc A à la grille de M7. [...]

[...] II) Etude de la transconductance On veut rendre la structure (le courant Is) indépendante aux variations de la tension d'alimentation Vdd. On effectue donc une étude de la transconductance Schéma équivalent petit signal : Équivalent à : Avec l'outil DC CHOOSING ANALYSIS cocher DC ANALYSIS SAVE DC OPERATING POINT Puis RESULTAT, PRINT, DC OPERATING POINT (Permet de trouver les rox et les gmx pour chaque transistor On en déduit certaines simplifications qui ramènent l'équation ci-dessus à: La transconductance dépend donc de R. [...]