V DSSAT, chiều dài của vùng kênh cạn kiệt L cũng tăng, và giá trị hiệu dụng củ aL giảm.
I D = K '
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG THIẾT KẾ
4.1 Giới thiệu chương
4.2 Kết quả mô phỏng trước thiết kế vật lý 4.2.1 Kết quả mô phỏng khối phân cực 4.2.1.1 DC Operation Point
Sử dụng phương pháp DC Operation Point để khảo sát vùng hoạt động và các giá trị dòng, áp của các MOSFET trong mạch phân cực ở 3 trường hợp kiểm tra gồm TT, SS, FF. Kết quả đo được thể hiện trong bảng sau:
Trườn Linh
g hợp kiện
TT
SS
FF
Bảng 1: Kết quả mô phỏng DC Operating Point
Nhận xét:
- Các MOSFET đều hoạt động trong vùng bão hòa ở cả 3 trường hợp kiểm tra, giúp đảm bảo dòng điện phân cực tạo ra ổn định và việc sao chép dòng ở các mạch gương dòng được chính xác.
- Dòng điện phân cực ở trường hợp TT là 100.5uA, gần đúng với yêu cầu đề ra là 100uA. Dòng điện phân cực ở SS và FF lần lượt là 67.37uA và 175.6uA, dòng điện trong 2 trường hợp này lệch đi nhiều là do cấu trúc mạch lúc này vẫn còn phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ.
-Các MOSFET lúc này có Vgs > Vth, nghĩa là các MOSFET vẫn đang trong vùng đảo mạnh (strong inversion). Nhóm không đưa các MOSFET này vào trong vùng đảo yếu (weak inversion) như trong lý thuyết đã đề cập là do để đưa được các MOSFET vào vùng đảo yếu, các MOSFET cần phải có kích thước rất lớn để hạ thấp được Vgs mà vẫn giữ được giá trị dòng phân cực dựa trên công thức dòng qua MOSFET ở vùng bão hòa:
I D=1
2 β(V GS−V th )2
Bên cạnh đó, kích thước của NMOS ở mạch điều khiển tín hiệu đầu ra cũng phải lớn hơn khoảng 32 lần kích thước NMOS ở mạch phân cực như đã đề cập ở Chương 3. Vì vậy, việc đưa các MOSFET vào vùng đảo yếu cần một lượng không gian rất lớn. 4.2.1.2 DC Analysis
Sử dụng phương pháp DC Analysis để khảo sát sự phụ thuộc của dòng điện phân cực nếu nguồn điện áp thay đổi hoặc nhiệt độ thay đổi.
Ở trường hợp điện áp thay đổi từ 1.62V đến 1.98V, kết quả đo được như sau:
Hình 4.1 Đồ thị sự thay đổi của dòng điện theo điện áp nguồn
Điện áp
Bảng 2: Kết quả đo được khi điện áp thay đổi
Nhận xét:
- Khi điện áp nguồn thay đổi, dòng điện trong mạch thay đổi không quá nhiều, điều này chứng tỏ thiết kế đáp ứng được yêu cầu đề ra. Lượng thay đổi của dòng điện là do thực tế vẫn còn tồn tại hiệu ứng điều chế độ dài kênh, khi VDDQ thay đổi làm Vds của các MOSFET thay đổi, dẫn đến dòng điện thay đổi.
Ở trường hợp nhiệt độ thay đổi từ -40°C đến 120°C, kết quả đo được như sau:
Hình 4.2 Đồ thị sự thay đổi của dòng điện theo nhiệt độ
Nhiệt độ
Bảng 3: Kết quả đo được khi nhiệt độ thay đổi
Nhận xét:
- Khi nhiệt độ thay đổi, dòng điện thay đổi một lượng lớn là do lúc này dòng điện vẫn còn phụ thuộc vào beta, khi nhiệt độ thay đổi sẽ làm beta thay đổi.
4.2.2 Kết quả mô phỏng khối khuếch đại vi sai
Sử dụng phương pháp DC Operation Point để khảo sát vùng hoạt động và các giá trị dòng, áp của các MOSFET trong mạch khuếch đại vi sai ở 3 trường hợp kiểm tra gồm TT, SS, FF. Kết quả đo được thể hiện trong bảng sau:
Tr/h Linh
kiện
TT