전자회로설계 및 실습8_설계 실습8. MOSFET Current Mirror 설계_예비보고서

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문서 내 토픽

• 1. 단일 Current Mirror 설계

  N-Type MOSFET을 이용하여 특정 Reference 전류가 흐를 수 있는 단일 Current Mirror를 설계 및 측정하여, current mirror를 이용한 전류원의 전기적 특성을 이해한다. 2N7000 MOSFET을 사용하여 VCC=VDD=5V, IREF=10mA인 전류원을 설계한다. 2N7000의 데이터시트를 이용하여 kn'W/L을 구하고, IREF=10mA를 만족시키는 VGS와 R값을 계산한다. 또한 M이 Saturation 영역에서 동작하기 위한 조건과 RL의 최대값을 구한다. 이를 OrCAD로 설계하고 PSPICE 시뮬레이션을 수행한다.

• 2. Cascode Current Mirror 설계

  그림 2의 회로와 같이 IREF=10mA인 Cascode 전류원을 설계한다. M1과 M2의 VGS를 구하고 VGS를 만족시키기 위한 R값을 계산한다. 이를 OrCAD로 설계하고 PSPICE 시뮬레이션을 수행한다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 단일 Current Mirror 설계

  단일 Current Mirror 설계는 간단하고 효율적인 전류 복사 회로로, 널리 사용되는 기본 회로 중 하나입니다. 이 회로는 입력 전류를 출력 전류로 복사하여 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. 단일 Current Mirror는 구조가 간단하고 구현이 쉬우며, 낮은 전압 강하와 높은 정확도를 제공합니다. 또한 낮은 전력 소비와 작은 면적을 가지고 있어 집적 회로 설계에 적합합니다. 단일 Current Mirror의 주요 한계는 입력 전류와 출력 전류 간의 오차가 발생할 수 있다는 점입니다. 이를 개선하기 위해 Cascode Current Mirror와 같은 고급 회로 구조가 개발되었습니다.

• 2. Cascode Current Mirror 설계

  Cascode Current Mirror는 단일 Current Mirror의 단점을 보완한 회로 구조입니다. Cascode 구조를 사용함으로써 입력 전류와 출력 전류 간의 오차를 크게 줄일 수 있습니다. Cascode Current Mirror는 두 개의 트랜지스터를 직렬로 연결하여 구성되며, 이를 통해 출력 저항이 증가하고 전압 강하가 감소합니다. 또한 Cascode 구조는 입력 전압 변동에 대한 출력 전류의 변동을 줄여 높은 전류 정확도를 제공합니다. 이러한 장점으로 인해 Cascode Current Mirror는 고정밀 전류 미러 회로, 차동 증폭기, 전류 출력 회로 등 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. 다만 단일 Current Mirror에 비해 회로 구조가 복잡하고 전력 소비가 증가하는 단점이 있습니다.