Courant de drain dans un PMOS en saturation

[invite52f93e32]

Salut à tous,

dans le cadre d'un projet je dois (entre autres) faire un ampli op dont je dois trouver le dimensionnement des transistors W/L. Et pour faire fonctionner correctement l'ampli je dois ajouter un bias current (je ne sais pas comment on peut traduire en français). Alors au début j'ai simulé avec un simple générateur de courant continu, mais en réalité je dois générer ce courant à l'aide d'un PMOS et je ne vois pas bien comment faire.

Voici le fameux ampli op:

OPAMP.png

V_dd vaut 1.2V. V_b est le bias voltage, et c'est bien le transistor M9 qui est le PMOS devant générer mon courant de drain, qui est mon bias current.

D'après mes calculs, je dois obtenir un bias current de 20 uA, je dois donc trouver le bon V_b et le bon dimensionnement du transistor S (= W/L) pour avoir ce fameux 20 uA.

Sachant que je n'ai qu'une source de tension V_dd, je ferais un petit diviseur de tension pour avoir le V_b correct.. Donc il me reste plus qu'à trouver une valeur pour ce V_b, et c'est là où j'ai du mal..


A priori, on se place en saturation sur le transistor M9. Et la seule relation que je connaisse qui lie V_b (le gate voltage V_gs) à I_d c'est celle-ci:

I_d = (K_p/2)(V_gs-V_tp)²(1-Lambda*V_ds(sat)) où Lambda est le channel length modulation du PMOS, V_tp le threshold voltage (tension de seuil) du PMOS.
Et où K_p = K'_p * S = K'_p * W/L, K'_p est fourni en données.

Dans cette équation tout m'est connu sauf S, V_gs et V_ds(sat).
La valeur de S importe peu je crois, enfin je suis pas tout à faire sûr, mais c'est à moi de fixer une valeur pour S (L vaut déjà 80 nm, donc je peux faire varier W. Et oui pour ceux qui ont remarqué avec 80 nm je suis en short channel, mais pour le projet on utilise les équations du long channel).
Une fois S fixé, il me reste plus qu'à trouver V_gs et V_ds(sat). Je me doute que je dois calculer d'abord V_ds(sat) mais je ne vois pas bien comment faire...


Merci à ceux qui pourront m'aider, en plus je suis sûr que c'est tout con mais je mélange un peu tout la je sens


PS: Voici un aperçu du PMOS et du diviseur tension tel que je l'ai modélisé:

PMOS.png OPAMP2.png


(au haut on ne le voit pas mais y a V_dd et en bas la masse)
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[invite5637435c]

dans le cadre d'un projet je dois (entre autres) faire un ampli op dont je dois trouver le dimensionnement des transistors W/L. Et pour faire fonctionner correctement l'ampli je dois ajouter un bias current (je ne sais pas comment on peut traduire en français).

Bonjour,

tu aurais dû poster ce genre de question dans le forum électronique.
Quel type de projet?
Le "bias current" est le courant de polarisation.

[invite5637435c]

Le terme "saturation" ne s'emploie pas pour les MOS c'est réservé au bipolaires, on dit "conduction" pour les MOS.
Il n'y a plus guère que sur Wikipédia qu'on emploie ce terme impropre.

[invite52f93e32]

Ah peut être en électronique.. Si un modérateur pouvait transférer ce topic du coup.

Hulk28, je suis désolé je fais mes études en Allemagne et mes cours sont en anglais. Dans tous les slides/poly que j'ai, il y a 3 modes: Cutoff / Nonsaturation / Saturation.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5637435c]

Oui c'est assez commun comme imprécision, même si on en comprend très bien le sens mais autant employer les bons termes
Je vais regarder ton problème et je reviens vers toi dès que j'ai 5mn.
@+

[invite52f93e32]

Héhé d'accord, du coup quel serait le terme le plus approprié ?

[invite5637435c]

Comme dans le cas du MOS il s'agit d'un canal, le terme conduction est plus rigoureux.
Mais je ne t'impose rien fait comme bon te semble.

I_d = (K_p/2)(V_gs-V_tp)²(1-Lambda*V_ds(sat))

Comme tu te places dans le mode d'un MOS conducteur tu peux en déduire ce que devient Id selon Lambda.

Et où K_p = K'_p * S = K'_p * W/L, K'_p est fourni en données.
....mais c'est à moi de fixer une valeur pour S (L vaut déjà 80 nm)

donc tu peux en déduire S (S=W/L) puis Kp.

[albanxiii]

Ah peut être en électronique.. Si un modérateur pouvait transférer ce topic du coup.

Et voilà !

[invite52f93e32]

Comme dans le cas du MOS il s'agit d'un canal, le terme conduction est plus rigoureux.
Mais je ne t'impose rien fait comme bon te semble.



Comme tu te places dans le mode d'un MOS conducteur tu peux en déduire ce que devient Id selon Lambda.



donc tu peux en déduire S (S=W/L) puis Kp.

Je pense qu'on ne s'est pas bien compris.. Mon problème n'est pas vraiment la valeur de K_p puisque, a priori, je peux fixer S (c'est pas une variable imposée par le circuit, je sais pas si je me fais comprendre). Dans l'équation d'I_d la variable qui me pose problème est V_ds(sat), je ne sais pas comment la calculer.

[invite5637435c]

Tu n'as pas besoin de connaitre Vds(sat).
I_d = (K_p/2)(V_gs-V_tp)²(1-Lambda*V_ds(sat))

Cette formule peut se simplifier en I_d = (K_p/2)(V_gs-V_tp)² puisque Vds(sat) est extrêmement faible ainsi que lambda (en général on estime par défaut à 0.005 sans connaître les paramètres de déplétion et autres paramètres physiques).

[invite5637435c]

Tu ferais mieux de poster l'ensemble de tes données ou l'énoncé on gagnerait du temps.

[invite52f93e32]

Mmmh le lambda est ici plutôt grand 1.078 V^-1 pour le PMOS, je te laisse voir les données ci-dessous.

Caractéristiques des transistors:

Carac_transi.png


Caractéristiques de l'OP (ce que je dois retrouver en simu):

Carac_OPAMP.png

[invite5637435c]

J'attends que la pièce jointe soit validée.
Comme quoi il faut TOUT poster quand on pose une question, ça évite de perdre du temps et je n'aime pas perdre mon temps...

[invite52f93e32]

Effectivement, désolé..

Après j'ai trouvé une formule sur le net disant que dans un MOS Vds,sat = Vgs - Vtp. Je vais essayer une simu avec ces paramètres là pour voir et je reviens.