Hallo zusammen,
ich grübel nach wie vor über den Stromspiegel mit Level Shift.
Mir ist klar, dass durch die Reduktion der Weite von M3 das Potentian Ug3 erhöht wird. Aber warum fällt dann über M2 eine Spannung von Ugs3-Ugs ab? und vor allem was ist mit Ugs gemeint? Ugs 6 oder Ugs 4 oder welches?
Dass man aufgrund der Sättigungsbedingung beim M2 das Uth im Sourcepotential des M4 herabsetzen kann ist mir klar, jedoch ist dann die Erhöhung von Ug3 nicht ganz einleuchtend. Setzt man das größer, damit dann Uds6 größer wird? Weil wenn M5 und M1 gleich dimensioniert sind (sind sie ja laut skript), dann müsste ja auch Uds bei beiden gleich sein und somit würde dann Uds6 durch ein größeres Ugs6 (erzeugt duch größeres Ug3) erhöht.
Wie führt mich das dann dazu das Uds2 kleiner wird? Die DS Spannung von M5 bleibt ja gleich.
Wäre da für nen Tipp oder gar die Antwort sehr dankbar.
Stromspiegel mit Level Shift
Moderator: Moderatoren
Re: Stromspiegel mit Level Shift
Hallo,
also ich bin mir auch bei vielem nicht ganz sicher, da das skript auch nicht das beste ist, aber ich versuch mal ein paar sachen herzuleiten..keine gewähr, dass dies so stimmt^^
i) Was wollen wir erreichen: konstanter Ausgangsstrom, hoher Ausgangswiderstand und niedrige Einsatzspannung (Ua: Spannung die auf Last draufgeben wird)
Um einen höheren Ausgangswiderstand zu erreichen wurde Stromspiegel mit Kaskode eingeführt, allerdings ist die Einsatzspannung mit 1,7V relativ groß. Ziel ist ja eine Konstantstromquelle und keine Spannungquelle, daher sollte Ua -> 0 gehen und I=const.(besser geeignet sind eigentlich bipolar-tr., einsatzspannung ca. 0,2V)
ii) Nun wollen wir die Einsatzspannung niedriger machen.
Bei alter Schaltung muss Ug4=2Ugs sein ,damit FETs in Sättigung, nun Ug4=2*Ugs-Uth =>Uds2=Ugs-Uth (vorher Uds2=Ugs) => Ua geringer!! Ua=Uds4+Uds2= 2*Uds2= 0,9V (4. Rechenaufgabe)
- Ugs=Ugs1=Uds1=Ugs2=Ugs5
- Masche: Ugs1+Ugs3-Ugs6-Ugs4= Uds2= Ugs-Uth // Ugs3=Uth+2*Uds2 (vorher: Ugs3=2*Uth+2*Uds2)
i) => Ugs3-Ugs4=Uds2 => Uds2=Ugs3-Ugs = Uth+2*Uds2-Uds2-Uth ( Uds1 != Uds2 , Uds2 wurde hier so kalkuliert, dass gerade vom Triodengebiet in Sättigung geht)
ii) => W/4>=W3
Erklärung: Alle FETs außer M3 sind identisch (K', W/L) und Ugs(K',W/L,I_d)
- Ia=Id4=Id2 => Ugs4=Ugs2=Ugs
- Aus Forderung Id6=Iref=Ia ist auch Ugs6=Ugs5=Ugs
Über den Transistor M3 kannst du jetzt Ua und ra perfekt einstellen, allerdings ist die Einsatzspannung mit 1V noch relativ groß, daher gibt es bessere Schaltungen
Hoffe ich konnte helfen, aber bitte um Verbesserungen und Erweiterungen!
Stand: 17.07. 18h ^^
also ich bin mir auch bei vielem nicht ganz sicher, da das skript auch nicht das beste ist, aber ich versuch mal ein paar sachen herzuleiten..keine gewähr, dass dies so stimmt^^
i) Was wollen wir erreichen: konstanter Ausgangsstrom, hoher Ausgangswiderstand und niedrige Einsatzspannung (Ua: Spannung die auf Last draufgeben wird)
Um einen höheren Ausgangswiderstand zu erreichen wurde Stromspiegel mit Kaskode eingeführt, allerdings ist die Einsatzspannung mit 1,7V relativ groß. Ziel ist ja eine Konstantstromquelle und keine Spannungquelle, daher sollte Ua -> 0 gehen und I=const.(besser geeignet sind eigentlich bipolar-tr., einsatzspannung ca. 0,2V)
ii) Nun wollen wir die Einsatzspannung niedriger machen.
Bei alter Schaltung muss Ug4=2Ugs sein ,damit FETs in Sättigung, nun Ug4=2*Ugs-Uth =>Uds2=Ugs-Uth (vorher Uds2=Ugs) => Ua geringer!! Ua=Uds4+Uds2= 2*Uds2= 0,9V (4. Rechenaufgabe)
- Ugs=Ugs1=Uds1=Ugs2=Ugs5
- Masche: Ugs1+Ugs3-Ugs6-Ugs4= Uds2= Ugs-Uth // Ugs3=Uth+2*Uds2 (vorher: Ugs3=2*Uth+2*Uds2)
i) => Ugs3-Ugs4=Uds2 => Uds2=Ugs3-Ugs = Uth+2*Uds2-Uds2-Uth ( Uds1 != Uds2 , Uds2 wurde hier so kalkuliert, dass gerade vom Triodengebiet in Sättigung geht)
ii) => W/4>=W3
Erklärung: Alle FETs außer M3 sind identisch (K', W/L) und Ugs(K',W/L,I_d)
- Ia=Id4=Id2 => Ugs4=Ugs2=Ugs
- Aus Forderung Id6=Iref=Ia ist auch Ugs6=Ugs5=Ugs
Über den Transistor M3 kannst du jetzt Ua und ra perfekt einstellen, allerdings ist die Einsatzspannung mit 1V noch relativ groß, daher gibt es bessere Schaltungen
Hoffe ich konnte helfen, aber bitte um Verbesserungen und Erweiterungen!
Stand: 17.07. 18h ^^
Zuletzt geändert von Robiwan am So 17. Jul 2011, 17:27, insgesamt 1-mal geändert.
Re: Stromspiegel mit Level Shift
Hi,
erstmal danke für die Mühe die du dir gemacht hast. Ja also die Rechnung aus der das ganze hervorgeht ist mir klar, aber so wirklich hilfreich bei der Erklärung warum dann die Ausgangsspannung um Uth abgesenkt wird wenn ich am Eingang eigentlich noch mehr habe ist immer noch nicht richtig klar geworden. Ist aber denke ich mir auch so direkt nicht möglich außer man betrachtet einmal die Rechnung dahinter. Dann wirds ja ersichtlich.
Danke nochmal
erstmal danke für die Mühe die du dir gemacht hast. Ja also die Rechnung aus der das ganze hervorgeht ist mir klar, aber so wirklich hilfreich bei der Erklärung warum dann die Ausgangsspannung um Uth abgesenkt wird wenn ich am Eingang eigentlich noch mehr habe ist immer noch nicht richtig klar geworden. Ist aber denke ich mir auch so direkt nicht möglich außer man betrachtet einmal die Rechnung dahinter. Dann wirds ja ersichtlich.
Danke nochmal
Re: Stromspiegel mit Level Shift
Ok, hab mich wohl zu sehr auf den vorherigen Stromspiegel mit Kaskode bezogen und dabei auch die Sache übersehen, wo das Uth wegfällt
Also: Wenn ich die Weite ändere bleibt mein Uth natürlich gleich und damit ist Ugs3!=2*Ugs=2*(Uds+Uth) sondern Ugs3=2*Uds+Uth=2*Ugs-Uth.
So hoffe jetzt eine bessere Antwort geliefert zu haben, aber würde auch nochmal die Rechenübung genau zu dieser Sache machen, vllt. fällt dir noch was auf
Also: Wenn ich die Weite ändere bleibt mein Uth natürlich gleich und damit ist Ugs3!=2*Ugs=2*(Uds+Uth) sondern Ugs3=2*Uds+Uth=2*Ugs-Uth.
So hoffe jetzt eine bessere Antwort geliefert zu haben, aber würde auch nochmal die Rechenübung genau zu dieser Sache machen, vllt. fällt dir noch was auf