为什么用PTAT电流来偏置亚阈值导通的MOS管或BJT?

描述

热电压Vt可以用式1表示为:

BJT

公式表明Vt与绝对温度T成正比(PTAT)。Vt在宽范围温度内是线性的。如果用PTAT 电流来偏置亚阈值区的MOS管,可以消除Vt对gm的影响。

两个diode的电压差写为:

BJT

如果两个二极管的结面积A和电流 I 匹配并且其比例大于 1, 这个电压差就趋近于Vt,那么两个二极管的电压差是PTAT电压。我们已经知道工作在亚阈值区的MOS管其I-V特性类似于diode,那我们根据式2可以得出这样一个结论:

BJT

如果两个MOSFET的电流和宽长比匹配并且比例大于1,那么这个电压差近于 Vt,或者说,两个亚阈值区 MOSFET 的Vgs差值是PTAT电压。

此时,如果我们要得到一个PTAT电流,可以通过 VPTAT/R来得到。电阻R的温漂越小越好。

下图是一种常用的产生PTAT电流的常用结构:

BJT

电阻Rp上产生的电流可以表示为:

BJT

通常MP2与MP1的宽长比为4:1等。根据个人经验,MP2工作在亚阈值区时Vgt可为-50mV左右。如果在低压低功耗设计下这一个值甚至可达到-200mV。当然,这不是绝对的,基本就在这个范围左右。仅供参考!!!

打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分