Simulação analítica de espelhos de corrente utilizando associação série do transistores SOI MOSFET - Silva, Paulo Rodrigues da (2020)
Este trabalho apresenta uma análise das vantagens da utilização de associação série simétrica (S-SC) e assimétrica (A-SC) de SOI nMOSFETs em relação ao transistor SOI MOSFET isolado (ST) em blocos analógicos básicos. Além de apresentar as características do amplificador com um único transistor, são estudados espelhos de corrente com diferentes arquiteturas. O estudo e avaliação dos resultados destes blocos analógicos básicos foram realizados através das características elétricas obtidas a partir de simulações de circuitos do tipo SPICE, utilizando o programa ICAP/4. Inicialmente, os parâmetros do modelo foram ajustados com o propósito de obter características dos dispositivos simulados semelhantes às características dos dispositivos caracterizados experimentalmente. Após os ajustes iniciais, foram simuladas as associações séries simétricas (S-SC – Symmetric Self-Cascode, associação de dois transistores com tensões de limiar idênticas) e associações séries assimétricas (A-SC –Asymmetric Self-Casode, associação de dois transistores com tensões de limiar diferentes) de SOI nMOSFETs. São apresentadas as características de corrente do dreno (IDS), transcondutância (gm), condutância de saída (gD), Tensão Early (VEA), ganho de tensão de malha aberta e relação gm/IDS em função das tensões aplicadas aos terminais dos dispositivos isolados e compostos (associações simétricas e assimétricas) com diferentes dimensões. Em seguida, as associações séries e os transistores isolados (ST – Single Transistor) foram utilizados na simulação de espelhos de corrente na configuração fonte comum e o transistor isolado com as arquiteturas Cascode e Wilson, a fim de verificar o desempenho da estrutura composta. Foi verificado que os espelhos de corrente utilizando a associação S-SC apresentaram um comportamento semelhante ao dos espelhos de corrente formados por SOI MOSFET ST, com o mesmo comprimento de canal. Comprovou-se que a associação A-SC possui um melhor desempenho elétrico em relação à associação S-SC e o ST em espelho de corrente fonte comum, como também, em relação às arquiteturas Cascode e Wilson usando transistor isolado, nas regiões de inversão fraca e moderada, devido à menor condutância de saída e, consequentemente, maior tensão Early