运用运放反应与基准电压生成恣意巨细的直流电流是一个简略、直接的进程。可是,假定需求生成一些恣意数量(以N为例)的电流沉/源(current sink/source),而每个电流沉/源的巨细恣意,或许需求针对不同阶段的一些杂乱模仿电路进行偏置。虽然基准电压的生成仅须一次施行即可,电流沉整个反应部分的重复进行却使本钱与规划空间密布化。那么问题来了:是否能够运用单个反应源来完成这种偏置网络呢?答案是必定的,虽然这有些杂乱,也须满意某些特定条件。该网络(本文剖析中仅以电流沉为例)如图1所示。
图1:灌电流网络
终究MOSFET(金氧半场效晶体管)源电压VS以及RSET电阻决议着各柱上的灌电流(sink current);经过去除来自外部电流沉柱的反应(即一切N》1),已失掉对VSN的直接操控。因而,RSETN有必要精心挑选以生成预期的恣意第N个柱的灌电流,即ISINKN。仔细观察上面的图1,很简单得出界说偏置网络第N个柱电流与第1个柱电流的比值的等式︰
从头调整等式1,得出R1与RN电阻比MRN,等式变为:
那么该偏置网络第N个柱的MOSFET源电压是什么,VSN?考虑到作业在饱满区的NMOS漏极电流等式是:
有必要留意的是,这儿能够很大程度上疏忽通道宽度调制的影响。这是由于任何因漏极电压上升导致的漏极电流的上升会在经过RSET电阻后下降,并导致源电压的上升。为了使MOSFET能保持任何电流,栅极电压有必要大于源电压与阈值电压的和。也就是说,给定一个栅极电压,源电压将被约束在至少比栅极电压小一个阈值电压的值,且再大的漏极电压上升也不会提高漏极电流。因而,构建相应运转条件,RSET有必要足够大,然后保证在上述约束下可答应作出以下假定:
等式1中的比值可根据等式3和4改写成:
为了简化等式5,可作出如下界说:
运用等式5进行替换与调整后,可导出VSN的等式:
将等式8代入等式2可得出:
那么栅极驱动对阈值电压的差是什么呢,VGT?这终究由偏置网络第1柱的反应决议;它本质上是保持所需ISINK1电流需求的电压:
从头调整等式11的项,可得出VGT的等式:
将等式13代入等式10可得出:
最终,电阻比MRN能够单纯地写成MIN的函数(加上偏置网络设备的一些物理常数),如下所示:
现在关于RSET电阻比率的等式已导出,接下来能够探求树立恣意巨细的偏置电流网络的意义与影响。