利用單個(gè)反饋源實(shí)現任意量級偏置電流網(wǎng)絡(luò )

　　利用運放反饋與基準電壓生成任意大小的直流電流是一個(gè)簡(jiǎn)單、直接的過(guò)程。但是，假設須要生成一些任意數量（以N為例）的電流沉/源（current sink/source），而每個(gè)電流沉/源的大小任意，可能須要針對不同階段的一些復雜模擬電路進(jìn)行偏置。雖然基準電壓的生成僅須一次實(shí)施即可，電流沉整個(gè)反饋部分的重復進(jìn)行卻使成本與設計空間密集化。那么問(wèn)題來(lái)了：是否可以使用單個(gè)反饋源來(lái)實(shí)現這種偏置網(wǎng)絡(luò )呢？答案是肯定的，盡管這有些復雜，也須滿(mǎn)足某些特定條件。該網(wǎng)絡(luò )（本文分析中僅以電流沉為例）如圖1所示。

　　圖1：灌電流網(wǎng)絡(luò )

　　最終MOSFET（金氧半場(chǎng)效晶體管）源電壓VS以及RSET電阻決定著(zhù)各柱上的灌電流（sink current）；通過(guò)去除來(lái)自外部電流沉柱的反饋（即所有N》1），已失去對VSN的直接控制。因此，RSETN必須精心選擇以生成預期的任意第N個(gè)柱的灌電流，即ISINKN。仔細觀(guān)察上面的圖1，很容易得出定義偏置網(wǎng)絡(luò )第N個(gè)柱電流與第1個(gè)柱電流的比值的等式︰

　　重新調整等式1，得出R1與RN電阻比MRN，等式變?yōu)椋?/p>

　　那么該偏置網(wǎng)絡(luò )第N個(gè)柱的MOSFET源電壓是什么，VSN？考慮到工作在飽和區的NMOS漏極電流等式是：

　　必須注意的是，這里可以很大程度上忽略通道寬度調制的影響。這是因為任何因漏極電壓上升導致的漏極電流的上升會(huì )在通過(guò)RSET電阻后下降，并導致源電壓的上升。為了使MOSFET能維持任何電流，柵極電壓必須大于源電壓與閾值電壓的和。也就是說(shuō)，給定一個(gè)柵極電壓，源電壓將被限制在至少比柵極電壓小一個(gè)閾值電壓的值，且再大的漏極電壓上升也不會(huì )提升漏極電流。因此，構建相應運行條件，RSET必須足夠大，從而確保在上述限制下可允許作出以下假設：

　　等式1中的比值可基于等式3和4改寫(xiě)成：

　　為了簡(jiǎn)化等式5，可作出如下定義：

　　利用等式5進(jìn)行替換與調整后，可導出VSN的等式：

　　將等式8代入等式2可得出：

　　那么柵極驅動(dòng)對閾值電壓的差是什么呢，VGT？這最終由偏置網(wǎng)絡(luò )第1柱的反饋決定；它本質(zhì)上是維持所需ISINK1電流需要的電壓：

　　重新調整等式11的項，可得出VGT的等式：

　　將等式13代入等式10可得出：

　　最后，電阻比MRN可以單純地寫(xiě)成MIN的函數（加上偏置網(wǎng)絡(luò )設備的一些物理常數），如下所示：

　　現在關(guān)于RSET電阻比率的等式已導出，接下來(lái)可以探究建立任意大小的偏置電流網(wǎng)絡(luò )的含義與影響。