MOS Current Mirror

목차

§ 실험목적
§ 실험부품 및 사용기기
§ 이론요약
§ 실험순서
§ 예상결과

본문내용

§ 실험목적
∙ MOS 전류거울(Current Mirror)의 기본 동작을 확인한다.
∙ 저항 R에 의해 IREF 전류를 변화 시킬 수 있음을 확인한다.
∙ 소자들의 (W/L) 비를 조절함으로써 전류거울의 IO 값을 조절할 수 있음을 확인한다.
§ 실험부품 및 사용기기
1 0-15V 직류 전원공급장치 1 저항 100KΩ
1 브레드 보드 1 가변저항 500KΩ
1 DMM 2 MOS CD4007
§ 이론요약
1. 아날로그 회로에서는, 안정되고 예측 가능한 직류 기준 전류가 회로의 한 곳에서 생성되며, 이 기준 전류에 비례하는 직류 전류들이 다시 회로의 여러 곳에서 생성되어 회로에 있는 여러 트랜지스터들을 바이어스 시킨다. 이와 같은 회로를 전류거울 이라고 부르며 그것의 가장 간단한 형태를 1-1에 나타내었다.

2. 전류거울은 문턱 전압 Vt는 같지만 W/l비는 서로 다를 수 있는 두 개의 enhancement mode MOS Q1과 Q2로 구성된다. 트랜지스터 Q1은 포화 영역에서 동작하며 기준 전류 IREF로 구동된다. 출력 전류 IO는 Q2의 드레인에서 취해진다. 이 때, Q2는 반드시 포화 영역에서 동작해야 한다. 그리고 Q1에 대해 다음과 같은 식을 쓸 수 있다.
IREF = K1(VGS-Vt)2
3. Q2와 Q1이 병렬로 접속되어 있으므로, 이들은 똑같은 VGS 값을 가질 것이다. 따라서, IO는 다음과 같이 표현 된다.
IO = K2(VGS - Vt)2
위의 두 식을 결합시키면, 다음 식이 얻어진다.
IO = IREF(K2/K1)
K1과 K2를 소자들의 W/L 비로 나타내면,
IO =
가 얻어질 것이다.
4. 이상적인 경우에는, IO가 IREF의 배수가 될 것이며, 배수의 값은 소자의 기하학적인 형태에 의해서 결정될 것이다.
5. 그림 1-2는 간단한 MOS 전류거울 회로를 나타낸다. 이 회로는, 전류거울 회로에 저항 하나가 첨가된 형태를 취하고 있다. 전류거울의 입력 기준 전류 IREF는 전력 공급기 VDD와 전류거울 사이에 접속되어 있는 저항 R에 의해서 결정된다.

참고자료

· 대학 강의 실험 교재. (학교자체재작)