ELECTRONICA ANALAGICA II

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ESPEJOS DE CORRIENTE (MOSFET)

Ivan Andres Muñoz Rodriguezivanmuñoz@unisangi.edu.co

Edgar Alberto Peralta Camachoedgarperalta@unisangil.edu.co

Resumen—en el siguiente laboratorio se trabajó con transistores MOSFET (HCF4007 UBE) con la finalidad de realizar una configuración de espejos de corriente el MOSFET tanto para canal P y canal N.

Objetivo: obtener una fuente de corriente, a través de un circuito de espejos de corriente.

PALABRAS CLAVE: transistor MOSFET, espejos de corriente, fuente de corriente, VTH, λ.

1. INTRODUCCIÓNLos espejos de corriente son circuitos básicos en la polarización de los circuitos integrados. Casi en cualquier circuito analógico conocido hasta el momento, se requiere de una referencia de corriente que se pueda reproducir en otras partes del circuito de manera veraz. Estas características las tiene un espejo de corriente que consta de dos o más transistores idealmente iguales.

Figura 1.Transistor CD4007UBE

2. MATERIALES:

2 Transistor HCF4007UBE Resistencias 1 Protoboard 1 fuente de voltaje 2 Multímetros

3. PROCEDIMIENTO A SEGUIR:

Teniendo en cuenta las caracterizaciones obtenidas en el anterior laboratorio para los mosfet de canal N y canal P adquiridos. En la siguiente tabla se observan los valores:

N PVth (V) 1 1.1K (µA / V2) 0.3919 3.55*10-4

λ (V-1) 9.26 * 10-3 0.0553Tabla 1. Caracterización de los transistores.

En base a dichos valores se dio inicio al cálculo de las resistencias R1, R2, R3 y R4 teniendo en cuenta las siguientes condiciones:

Que en R1 haya una corriente de 200µA Que en M3 el voltaje VDS sea de 6V Que en R3 haya una corriente de 500µA Un voltaje de 5V en R4

Figura 2. Espejo de corriente propuesto.

4. CÁLCULOS:

Iref=12K (Vgs−Vth)

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Vgs=√ 2 IrefK∗Rref

+Vth

Vgs=Vds=√ 2∗200uAo .39mA /V 2

+1=1,032V

Hallar R1:

−12+200uA∗R1+Vds=0

R1=12V−1.032V200uA

R1=54,9K Ω

Hallar R2:

−12+(2∗200uA∗R2 )+6V=0

400uA∗R2=6

R2=15K Ω

Hallar R3:

Id=12∗K [ (Vgs−Vth)2 (1−λ∗Vds ) ]

500 μA∗2=355 μAV 2

[ (Vgs−1,1 )2 (1−0.0553 ) ]

Vgs=√ 2∗500μA355 μAV 2

+1,1=2,79V

Vsg=Vsd

−12+Vsd+500μA∗R3=0

−12+2,79+500 μA∗R3=0

R3= 9,21V500 μA

=18,4K Ω

Hallar R4:

−12+7+500 μA∗R4=0

R4=12V−7V500μA

=10K Ω

5. CONCLUSIONES:

Mediante los espejos de corriente se puede crear fuentes de y cargas activas

Mediante la presente práctica se pudo constatar que los valores obtenidos en la práctica anterior fueron correctos y con un margen de error relativamente pequeño puesto que a las resistencias anteriormente calculas, tocó que variarlas muy poco para que resultaran los valores requeridos para el presente diseño.

La ID del MOSFET M5 se intentó de varias formas calibrarla para que diera la corriente espejo, pero no fue posible puesto que es una fuente de corriente y por lo tanto al bajarse a menos de 661µA, consecuentemente el voltaje subía.

Para que haya un espejo de corriente idel, los transistores deben ser exactamente idénticos en sus características propias como su Vth, K y λ, de lo contrario los cálculos difieren de la práctica.

Si no es posible cambiar la relación de los transistores (W/L), se deben emplear combinaciones en paralelo, ya sea en Iref y/o Icopia

para lograr la relación requerida.

En este caso como los transistores en paralelo comparten la misma tensión entre puerta y surtidor (VGG) y tienen la misma relación W/L, las corrientes de los drenadores ID M2 e ID M3 son iguales a la corriente de referencia IRef.

6. REGISTRO FOTOGRÁFICO

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IRef R1

Corriente de espejo R2

Voltaje Vds

IRef R3

Voltaje Vsd

Corriente de espejo R4

Prototipo de diseño en protoboard

7. REFERENCIAS

[1] Sedra, Adel S. Smith, Kenneth C. CIRCUITOSMICROELECTRÓNICOS. 4ta edición, Universidadde Oxford, México.2002

[2] Retamoso, Alonso.ELECTRONIA 2Colombia, 21 Julio 2012.

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