cap1

Capitolul 1: Circuite de Polarizare

1.1 Introducere

  • Circuitele de polarizare sunt esențiale în structura circuitelor analogice.

  • Asigură curenți și tensiuni constante, indiferent de variațiile de temperatură și sursa de alimentare.

  • Importanța surselor de curent și a referințelor de tensiune în circuitele integrate.

  • Sursele de curent sunt utilizate frecvent ca sarcini active pentru a reduce aria pe cip.

  • O analiză detaliată a principalelor familii de surse de curent: tranzistoare MOS și bipolare.

  • Calculul curentului, tensiunii minime de ieșire și rezistenței dinamice se bazează pe ecuațiile tranzistoarelor cu efect de câmp (TEC) și bipolare.

  • A doua parte analizează schemele de referință de tensiune, cu accent pe referințele de bandă interzisă.

1.2 Caracteristicile Tranzistoarelor

  • Prezentarea ecuațiilor de bază și modele pentru tranzistoarele TEC și bipolare.

  • Tranzistoarele MOS sunt preferate pentru funcții analogice și digitale în circuitele integrate moderne.

  • Structura tipică a tranzistorului MOS:

    • Electrozi: Sursă (S), Drenă (D), Poartă (G), și Substrat (B).

    • Canalul n este indus între cele două insule de sursă și drenă prin tensiunea aplicată pe poartă.

  • Tensiunea de prag a tranzistorului MOS este determinată de suma potențialului Fermi și factorul de substrat.

  • Comportamentul tranzistorului MOS în funcție de tensiunea de comandă V GS, curentul și regimurile de funcționare: cvasiliniară și activă.

1.3 Surse de Curent și Sarcini Active

  • Sursele de curent constant sunt utilizate pentru polarizarea tranzistoarelor active independent de temperatura și variațiile de alimentare.

  • Parametrii surselor de curent:

    • Curent nominal, rezistență de ieșire, tensiunea minimă.

    • Exemple de surse simple de curent realizate cu tranzistoare MOS, TEC-J și bipolare.

  • Oglinzile de curent:

    • Configurarea de bază a oglinzilor de curent pentru generarea curentului de ieșire prin celălalt tranzistor din circuit.

    • Efectul Early și variația curentului de referință în oglinzile de curent.

  • Configurația cascod pentru creșterea rezistenței de ieșire.

1.4 Referințe de Tensiune

  • Definiția și parametrii referințelor de tensiune folosind diode Zener și tranzistoare bipolare.

  • Stabilitatea tensiunii la variațiile de temperatură și alimentare.

  • Problema zgomotului în referințele de tensiune:

    • Exemple de scheme cu diode Zener și tranzistoare pentru a asigura stabilitatea.

  • Impactul curenților de bază și necesitatea de a controla curentul prin scheme simple de referință.

  • Exemple de circuite referință de bandă interzisă cu compensarea derivatei termice.

Concluzie

  • Circuitele de polarizare sunt fundamentale pentru funcționarea eficientă a tranzistoarelor în circuitele integrate, oferind stabilitate și eficiență energică.