Zašto je kaskodno trenutno zrcalo bolje od jednostavnog MOSFET zrcala?
1. Poboljšani izlazni otpor:
* Jednostavno MOSFET zrcalo: Izlazni otpor jednostavnog MOSFET zrcala određen je transkonduktancijom izlaznog tranzistora i Earlyjevim naponom. Ovaj otpor je obično nizak, što dovodi do značajnih varijacija izlaznog napona kada se struja opterećenja mijenja.
* Cascode mirror: Kaskodna konfiguracija dodaje dodatni tranzistor (koji djeluje kao stupanj sa zajedničkom bazom) u seriji s izlaznim tranzistorom. Ovo učinkovito množi izlazni otpor sa strujnim pojačanjem kaskodnog tranzistora, što rezultira znatno većim izlaznim otporom. To čini strujno ogledalo manje osjetljivim na varijacije opterećenja i omogućuje bolju regulaciju struje.
2. Smanjena promjena izlaznog napona:
* Jednostavno MOSFET zrcalo: U jednostavnom zrcalu, izlazni napon može značajno varirati s promjenama struje opterećenja zbog niskog izlaznog otpora.
* Cascode mirror: Veći izlazni otpor u kaskodnom zrcalu dovodi do manjeg zaokreta izlaznog napona za istu varijaciju struje opterećenja. To osigurava stabilniji izlazni napon, što je ključno u mnogim primjenama.
3. Poboljšano podudaranje:
* Jednostavno MOSFET zrcalo: Varijacije u parametrima uređaja (napon praga, pokretljivost, itd.) mogu utjecati na podudaranje struja u jednostavnom MOSFET zrcalu.
* Cascode mirror: Konfiguracija kaskoda pomaže minimizirati učinak varijacija parametara uređaja na usklađivanje struje. Izoliranjem izlaznog tranzistora od ulaznog tranzistora, kaskodno zrcalo poboljšava točnost usklađivanja struje.
4. Smanjeno izobličenje:
* Jednostavno MOSFET zrcalo: Nelinearnosti u karakteristikama izlaznog tranzistora mogu dovesti do izobličenja izlazne struje u jednostavnom zrcalu.
* Cascode mirror: Kaskodna konfiguracija smanjuje izobličenje radom izlaznog tranzistora u linearnijem području.
5. Poboljšana stabilnost:
* Jednostavno MOSFET zrcalo: Jednostavna MOSFET zrcala mogu biti sklona nestabilnosti zbog Millerovog efekta u izlaznom tranzistoru.
* Cascode mirror: Kaskodna konfiguracija učinkovito eliminira Millerov efekt, čineći ogledalo stabilnijim i manje osjetljivim na oscilacije.
Sažetak:
Kaskodno strujno zrcalo nudi značajne prednosti u odnosu na jednostavno MOSFET zrcalo pružajući:
* Veći izlazni otpor
* Smanjena promjena izlaznog napona
* Poboljšano usklađivanje struje
* Smanjeno izobličenje
* Poboljšana stabilnost
Ove prednosti čine kaskodno zrcalo preferiranim izborom u aplikacijama koje zahtijevaju preciznu regulaciju struje, visok izlazni otpor i stabilnost.