[A+결과보고서] 설계실습 8. MOSFET Current Mirror 설계

소개

"[A+결과보고서] 설계실습 8. MOSFET Current Mirror 설계"에 대한 내용입니다.

목차

1. 설계실습 내용 및 분석
1.1 단일 Current Mirror 구현 및 측정
1.2 Cascode Current Mirror 구현 및 측정

2. 결론

본문내용

요약
MOSFET을 이용하여 단일 Current Mirror와 Cascode Current Mirror를 설계해 보았다.
이론과 마찬가지로 I_O값과 I_REF의 값이 동일한 것을 확인할 수 있었다. 또한 R_1값을 변경시킴으로써 I_REF의 값을 조절할 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다. 기존의 V_O값 보다 1V 낮은 값을 설정하기 위해 R_L값을 변경시켰고 이를 통해 I_O의 변화를 확인할 수 있었다. 그리고 R_O=(∆V_O)/(∆I_O )라는 수식을 통해 회로의 출력저항을 구해보았다. Cascode시 출력저항이 증가함을 확인하였다.

<중 략>

실험 4.1에 비해 출력저항이 6.43kΩ 만큼 증가하였고 이는 출력저항이 약 2.8배 증가했다는 의미이다. 이는 Cascode의 특성 때문이라고 분석할 수 있다. 실험 4.1의 경우 전체 출력저항을 계산해보면 R_O1=g_m (R_L ||r_O1) 라는 식으로 나타낼 수 있다. 4.2의 경우는 Cascode이므로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
R_O2=(g_m r_O1 r_O3 )||R_L+r_O1 ||R_L+r_O3 ||R_L
대부분의 경우 r_O에 비해 R_L이 작기 때문에 R_O2≈3R_L로 표현할 수 있다. 따라서 실험 4.1에 비해 실험 4.2의 출력저항이 3배 정도인 것을 이론적으로 확인할 수 있다. 이는 실제 측정값인 2.8배와 비슷한 수치로 볼 수 있다. 더불어 실제 MOSFET에서는 공정과정에서 기생저항 parasitic resistor가 발생하기 때문에 이상적인 값과 차이가 발생할 수 있다. 이론상으론 4.1에 비해 4.2의 출력저항이 3배가 나와야 하지만 2.8배가 나온 이유도 이 때문이다. 이론값 보다 더 작은 결과가 나왔기 때문에 parasitic resistor는 R_L보다 작은 저항 값을 가짐을 유추해 볼 수 있다.

참고자료

· 없음