¿Cuál es el uso de la línea que conecta el drenaje y la compuerta en el espejo actual usando polarización de voltaje?

Estoy confundido acerca del espejo actual. Dado este circuito

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

tiene sentido conectar el drenaje a la puerta para que su voltaje sea el mismo para sesgar de acuerdo con la ecuación

I D S = β 2 ( V GRAMO S − V T H ) 2

entonces

V GRAMO S = V 1 − V R 1 = V 1 − R 1 I D S

Entonces, es necesario tener la línea que conecta el drenaje y la compuerta para definir V GRAMO S y I D S

Sin embargo, en este circuito, no puedo entender cuál es el punto de tener esa línea que conecta el drenaje y la puerta. Para MOSFET, no hay flujo de corriente a la puerta y ser así I D S = I 1 . Por eso ya puedo calcular V GRAMO S y METRO 2 tener lo mismo V GRAMO S como METRO 1 que la convierten en una fuente actual. Entonces, ¿cuál es el punto de tener esa línea aquí?

esquemático

simular este circuito

Por lo que entiendo, el objetivo del espejo actual es hacer que el V GRAMO S sin cambios y aplicar voltaje a METRO 2 lo suficientemente grande como para que esté en una región saturada que haga que se comporte casi como una fuente de corriente. Así que en este circuito, V GRAMO S está archivado por la fuente actual I 1 ya, entonces ¿por qué debe haber una línea que conecte el drenaje y la fuente?

+1 Esto también me ha molestado durante algún tiempo. Había llegado a aceptar que en microelectrónica una "fuente de referencia actual" era en realidad más como un sumidero actual en un esquema de polarización dado, o algo más similar modelado por el primer esquema ... la fuente actual sería entonces una abstracción matemática para asumir esta corriente es constante . Me gustaría leer respuestas más completas.
¿Quizás existe tal línea para garantizar que M1 está en la región de saturación?
Sin la conexión de compuerta a drenaje de M1, ¿qué impide que el voltaje de la compuerta se desvíe a -20 V? ¿O +50 V, para el caso?
Gracias, creo que tiene sentido para mí.

Respuestas (2)

La conexión es básica para el funcionamiento de un espejo actual. Las dos puertas están conectadas entre sí para que ambos FET se lleven al mismo nivel. Esto supone FET bien emparejados, como sería el caso si estuvieran uno al lado del otro en el mismo IC.

La forma en que funciona el espejo actual es que la corriente deseada se fuerza DS a través de M1. Con su compuerta conectada a su drenaje, la compuerta se conducirá automáticamente a lo que sea necesario para soportar la corriente deseada. Este mismo voltaje se aplica luego a la puerta de M2, que en teoría permite la misma corriente.

El propósito de M1 es proporcionar el voltaje de puerta correcto para la corriente deseada. La conexión DG es la retroalimentación que permite que, de hecho, requiere que suceda.

Puede ver que, en el primer circuito, la conexión de drenaje a puerta le permite escribir una ecuación que involucra tanto el voltaje de la fuente de puerta como la corriente de drenaje a través de M1 (la segunda ecuación que escribió): esto le da espacio para elija los valores adecuados para Vgs, V1 y R1 para obtener el Id que desea (recuerde que un espejo de corriente sirve básicamente para extraer una corriente conocida del drenaje de M2).

En el segundo circuito no puedes hacer nada de eso. Simplemente impone Iout a través de la elección de I1. Pero un generador de corriente ideal es solo una abstracción matemática, no significa nada en el mundo físico. Simplemente representa un objeto real (como el de la primera imagen) que emula el comportamiento del ideal.

Para ir al grano: la conexión en la segunda imagen es, en teoría, inútil, asumiendo que I1 es ideal. En realidad no es ideal, por supuesto; generalmente se construye con un circuito como el que tiene V1 y R1. Así que la conexión es solo un resto de eso.

¿Cuál es el uso de la línea que conecta el drenaje y la compuerta en el espejo actual usando polarización de voltaje?
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