L. (V GS−V th)
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 g hợp
Linh
kiện Vùng Id Vgs Vds Vth Vdsat
TT
N21 Bão hòa 99.08u 432.7m 713.28m 432.4m 210.9m N22 Bão hòa 100.5u 650.9m 650.9m 429.4m 279.7m P18 Bão hòa 99.08u 868.5m 868.5m 362.2m 375.2m P19 Bão hòa 100.5u 868.5m 1.14V 362.19m 375.23m
SS
N21 Bão hòa 66.87u 489.7m 620.18m 485.27m 216m N22 Bão hòa 67.37u 661.33m 661.33m 482.79m 273.6m P18 Bão hòa 66.88u 828.16m 828.16m 438.19m 333.2m P19 Bão hòa 67.37u 828.16m 958.66m 438.18m 333.2m
FF
N21 Bão hòa 172.85u 339.6m 645.6m 338.3m 206m N22 Bão hòa 175.6u 661.2m 661.2m 335m 300m P18 Bão hòa 172.85u 1V 1V 258.2m 462m P19 Bão hịa 175.6u 1V 1.3V 258.2m 462.4m
Bảng 1: Kết quả mơ 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 dịng được chính xác.
- Dịng 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 khơng 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 cơng thức dịng qua MOSFET ở vùng bão hòa:
ID=1