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Circuitos Electrónicos Básicos 2
Fonte de corrente ideal
• Fonte de corrente ideal:– Corrente definida num
ramo, qualquer que seja a diferença de potencial entre os dois nós.
– Resistência infinita.• Fonte de corrente
constante e controladas:– Por tensão (VCCS)– Por corrente (CCCS)
• O que conseguimos fazer?– Fontes com resistência
dinâmica elevada.– Corrente “quase” constante
numa gama de tensões
Circuitos Electrónicos Básicos 3
Fonte de corrente simples
1
2 2 1 1 1
1 2 2 1
1 2
1
1 2 1 2
fonte: ;Conv. / : ; Conv. / : ; Conv. / :
( 0.7 )
z. activa: 0.7 , z. activa:
1
constante
; ( )
,BE
T
BE
CE CE BEVV CE
C S AA
O
CC BEREF
BE BE S C C RES
V I I V V I
V V
Q V V Q V V
VI I e se VV
Q Q I
IR Q Q
V VIR
V V II II
β
≈
≥ =
= + → ∞ → ∞
−= ≈
= →= ≈= = 1 2
1 2 2 1 2 1 2 1
1 2
1 2 1 2 / / /
, repetidor de corrente
( « ); ( )
(CCCS) "curr
espelho de corrente ent mirror"
B B O
BE BE SS S
F
C C S
I I IV Q QV II I I I I A A
Q Q
+
= ≠ =≠ → =
Circuitos Electrónicos Básicos 4
Fonte de corrente simples
1 2 1 2
1 21 1 2
1 2
2 2
1
2
11
1 Efeito das corrente de base:
1 2 /
2 Efeito de Early
( 0.7 )
3 resistênci
, ,
,
:, ,1 /1 /
(resa in . dinâmiccremental
A
C CREF C C C
A
C CE A
C
REFC O
CECE A
V Q QI II I I I
V Q QI V VI
I
VV
I
VV
I
β β β
β β
β
β
= = ≠ ∞ → ∞ =
= + + = →
= ∞ ≠ ∞
= =+
=
≈+
=+
a)
Ro=ro2r ro2gm2 v R//(gm1)-1
(R)
Q2
Circuitos Electrónicos Básicos 5
Fonte de corrente simples
2 2
1 2 3
2
Compensação das corrente de base
2
menor efeito de <
:
1 2 /O
REFREF
OO CI II II I
β β β
β
β
ββ
= = =
= =+ → =+
∞Q3
Circuitos Electrónicos Básicos 6
Fonte de corrente múltipla
• I1 a IN podem ser múltiplos ou simples cópias de IREF.
• Associação de transistores unitários ou escalonamento da área de emissor: I proporcional a Ae
• Partilham a mesma referência, reduz consumo.
• ...com extracção e injecção de corrente.
Circuitos Electrónicos Básicos 7
Fonte de corrente simples
1 2
1
22
2 2 1 1 1 12
2 2
1 1 1
fonte: ;Conv. / : ; Conv. / : ; Conv. / :
Sat: , Sat:
( ) (1 )
Valor da corrente é contr
constante
1 ( / )1 ( /
o)
DS GS t DS GS
D GS t D
O
DD GSREF
DSD
REF S
S
o
G
IR Q Q
V VIR
VI
V I I V V I
Q V V V Q V V
I k V Vk W L
I k V LI
W
Vλλ
λ
≥ − =
= − +
−= ≈
+→ = ≈
+
2
lado pela relação da área dos transistores.
O OR r=
Circuitos Electrónicos Básicos 8
Áreas de elementos em CI’s
Circuitos Electrónicos Básicos 9
Áreas de elementos em CI’s
Circuitos Electrónicos Básicos 10
Amplificador com carga activa
( )1 1
1 2
1 2
21
1 2
1 1 1 2
1 1 2
1
Regime incremental
/ 11 1
Exemplo: 100comparação com carga resis
.//
//
2000tiva «
m C T
C C
i m m o o o
V m o o
V
C CV m C
T T
o o AN APAN AP
AN AP
C o
Q Q Z ActivaR r G g R r r
A g r r
e
g I VI I V V
r
A
R IA
r V VV V
V V V
g
R r
R
π
− − −= = =
= = =
= −
=
+ ++
= = →
−≈ − =
2
40 80V
V
T
AV
−
=→ −
ii
vi
io
vor ro1gm1 v ro2
R
vO
VCC
Q1IREF
Q2 Q3
vI
Circuitos Electrónicos Básicos 12
Amplificador com carga activa
Circuitos Electrónicos Básicos 13
Amplificador com carga activa
( )
1 2
1
1 2
1 1 2
Regime incremental
Exemplo: 100 ; 10 ; 1
menor que com transistores bipola
////
20 5 100res
A D GS
i m m
o o o
V m o o
i m o
t
V
Q Q SaturaçãoR G gR r rA g r r
R G S R M A
e
V V I A V V Vµ
µ= = − =
→
= ∞ ==
= −
= ∞ = = Ω =
vi
io
voro1gm1 vi ro2
Circuitos Electrónicos Básicos 14
Fontes de corrente de Alta ImpedânciaFonte de Widlar
1 2
2 1
2 2 1
1 22 1 2
1 2
1 2
2
22
0.7 mas não 0.7V!
fonte: ;(só com BJTs)
( ; )»1 ,
ln ln
: 10 , prete
( )permi
nde-
te
se:I
«
ln
fon
5
O
S S
O C REF
REFC
BE BE
C E C REF
C CC E BE BE T T
S S
CC
C
O
E T
Q QV V
I I I II II R V V V VI I
exemplo V
II I
I I I
II
V
V
V
A
RI
β
µ
=
<
→ ≈ ≈
= − = −
=
=
=
= ≈
→ =
1 2 22
1 2
1 2 2
te de Widlar:
fonte simple
1
s
9.3
ln 26.5
: / 5
/ 25 372
resistência de valor excessivo em CI
CC BEREF REF
REF
REFC E T E
C
CC BEREF C REF
REF
V VI mA R kI
IQ Q I R V R kI
A AV VI A A I A R k
Iµ
−= → = = Ω
= → = → = Ω
=
−= ⋅ = → = = Ω
→
Circuitos Electrónicos Básicos 15
Fontes de corrente de Alta ImpedânciaFonte de Widlar
( )
[ ]
2 2 2
2 2 2
22 1 2
2
Resistência incremental
1 //
(degeneração de emissor
100 20
)« 1
5 10
0
O O m E
E O O m E
C Em E BE BE
T
O O
R r g r R
se R r R r g RI Rg R V V
VR r
mV
π
π
≈ +
→ ≈ +
→→ −
−= = − →
Nota: se RE elevada RO fica muito alta
→ substituír RE por fonte elementar → Cascode
Circuitos Electrónicos Básicos 16
Fontes de corrente de Alta Impedância Fonte de corrente de Wilson
3 1 2
2
3
Compensação de elevado
Transistores iguais:
pode mostrar-se:
212 2
Regime incremental: 12O o
B
O
C C C REF
O REF
IR
I I
R
I I
I
r
Iβ β
β
≈ = ≈
= − +
≈
+
3 3 2 3 3 2
Com transistores MOS iguais, pode mostrar-se: Regime increment (al: 2 )O o m o m
O R F
o
E
o
I IR r g r g r r≈ + ≈
=
Circuitos Electrónicos Básicos 17
Fontes de corrente de Alta ImpedânciaFonte Cascode
1, 4
3 3 2 3
efeitode
Resistência incremental12O O m O O O
Q Q
R r g r R rβ≈ ≈
Q1
IREF
Q2
Q3Q4
OI
Circuitos Electrónicos Básicos 18
Impedância de fonte Cascode MOS
2 2 2 2 2
2 1
2 2
2 1 2 2 2 1
2
2 1 1
1
2
1 ( )
se »1 e , mesma ordem de grandeza, desprezando o efeito d
( )
e corpo,
x o x m mb gs xo o o m mb o
x
m o
gs
gs o x
o m o o
o o
vR r r g g ri
g
v r i g g v v
v r i
R g r r
r r r
= − + − = −
⇒ = = +
+ +
≈
Circuitos Electrónicos Básicos 19
Amplificador Cascode
( ) ( )
1 2
1 1 1 2
1 1 2 1 1 2
1
2
Regime incremental
Fonte de corrente de alta impedância (ex. c.
//// » /
as )
2
co e
/
1
d
i m m o o o
V m o o m o o
o o
o o
Q Q Z Activa
R r G g R R RA g R R g r rR
R
e
r
r
π
β
β
= = =
= − −
≈
≈
Ro1
Ro2
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