Fuente de corriente cmos

Laboratorio Fundamentos de Circuitos Analógicos.


ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y DE TELECOMUNICACIONES



INFORME PRÁCTICA No. 5.
FUENTES DE CORRIENTE
Resumen – El presente informe condensa la práctica
No. 5 en donde se lleva a cabo el análisis de dos
configuraciones para el diseño de fuentes de corriente
donde se verifica el comportamiento de los mismos y severifican sus curvas características a partir del
software Orcad.
I. INTRODUCCION

Se utilizaron transistores tipo n con los siguientes
parámetros
•
•
•
•
•

Kn(W/L) = 3.92e-04
W = 10u
L = 10u
Vth = 1.25
λ = 0.0104

La configuración de Fuente común de un transistor se
identifica fácilmente al observar que la alimentación del
transistor se realiza por la puerta (Gate), la salida estomada por el drenador (Drain) y la carga que en este
caso es un espejo de corriente lo cual la hace una carga
activa que es vista desde el surtidor (Source) o fuente. A
continuación se especifican los criterios necesarios para
la comprensión del funcionamiento del transistor fuente
común con carga activa.

Tensiones de alimentación

II. OBJETIVOS

Hallando el voltaje en la resistenciaR, el cual es el mismo
voltaje Vg (mostrado en la figura1.), se tiene que

•

Diseñar una fuente de corriente a partir de la
configuración sencilla y Wilson modificado.

+V = 5 [V]
-V = -5 [V]
Suponiendo un valor de R= 500 [se tiene que la
Ω],
corriente de referencia es:
Iref = 1.712 [mA]

Vg= -856 [mV]
•

Obtener las curvas características de corriente de
salida del espejorespecto a la resistencia de carga y
tensión de alimentación.

En la figura No 1, se puede observar que las tensiones
Vgs1 = Vgs2 = Vds2
Vgs1 = Vgs2 = Vds2 = Vg – (-V) = -0.856 – (-5) = 4.144 [V]

III. ANÁLISIS Y RESULTADOS
• Etapa de Diseño

El voltaje de salida mínimo del espejo de corriente esta
dado por:
+V
RL

Vomin = Vsat – 5

Iref

Vout

0

R
M2

+
Vds2

0

-M1

+
Vds1

Vg
+
Vgs2

+
Vgs1

-

-

En donde Vsat es el voltaje mínimo necesario para saturar
el transistor M1, el cual esta dado por Vgs2 – Vth.
Teniendo en cuenta lo anterior se obtiene:

-V

0

Figura No 1. Esquemático de la fuente de corriente con
configuración sencilla

Vomin = Vgs2 – Vht – 5 = 4.144 – 1.25 – 5 = -2.106 [V]
Vds1 = Vomin +5 = 2.894 [V]
Haciendo usode la ecuación:

Laboratorio Fundamentos de Circuitos Analógicos. Profesor Ing. Andrés Amaya
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y DE TELECOMUNICACIONES

Perfecta Combinación entre Energía e Intelecto

𝑊𝑊
1
𝐼𝐼 𝐼𝐼 = � � ∗ 𝑘𝑘𝑘𝑘 � � ∗ (𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 − 𝑉𝑉𝑉𝑉ℎ)2 ∗ (1 − 𝜆𝜆 ∗ 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉)
𝐿𝐿
2

5.000V
4202.495712

V1
5
1.691mA

Se encontró queIout = 1.6909 [mA]

R1
500
1.712mA

Para hallar el voltaje de la resistencia de carga se hace:

1.691mA
R2

0

-2.106V

M2
1.712mA
0A

M1
-856.1mV

0

1.691mA

0A
MLABN

-4.154pA
-1.712mA
MLABN

-1.691mA
-2.904pA
-5.000V
3.403mA
V2

VRL = Vomin -5 = -7.106 [V]

-5

Con la corriente Id es la que pasa por la resistencia de
carga, para encontrar esta misma sehace:

0

Figura No 3. Esquemático de la fuente de corriente con
configuración sencilla

RL = VRL/Id = 4202.495712
Se utilizó el software Orcad Family Release 9.2 Lite
Edition y la herramienta de este mismo Capture CIS Lite
Edition, para realizar las simulaciones. Es necesario antes
de empezar con la simulaciones, editar el modelo del
transistor en el Capture, ingresando así, losparámetros de
los transistores tipo N y P caracterizados en la práctica 2.
.model MLABN NMOS
+kp=3.92e-04
+w=10u
+l=10u
+vto=1.25
+lambda=0.0104

Figura No 4. Señal de entrada del amplificador. Amplitud
100[mV]

.model MLABP PMOS
+kp=8.265e-04
+w=10u
+l=10u
+vto=-1.229
+lambda=0.0356

5.000V

PARAMETERS:
resis = 1

905.5uA
R2

-856.1mV

905.5uA
-4.055V

M2 1.712mA...