¿Por qué un espejo de corriente en cascodo es mejor que un simple espejo MOSFET?

Un espejo de corriente cascodo ofrece varias ventajas sobre un espejo de corriente MOSFET simple, principalmente debido a sus características de rendimiento mejoradas:

1. Resistencia de salida mejorada:

* Espejo MOSFET simple: La resistencia de salida de un espejo MOSFET simple está determinada por la transconductancia del transistor de salida y el voltaje inicial. Esta resistencia suele ser baja, lo que genera variaciones significativas en el voltaje de salida cuando cambia la corriente de carga.

* Espejo cascode: La configuración cascodo agrega un transistor adicional (que actúa como una etapa de base común) en serie con el transistor de salida. Esto multiplica efectivamente la resistencia de salida por la ganancia de corriente del transistor cascodo, lo que resulta en una resistencia de salida significativamente mayor. Esto hace que el espejo de corriente sea menos sensible a las variaciones de carga y proporciona una mejor regulación de la corriente.

2. Oscilación de voltaje de salida reducida:

* Espejo MOSFET simple: En un espejo simple, el voltaje de salida puede variar significativamente con los cambios de corriente de carga debido a la baja resistencia de salida.

* Espejo cascode: La mayor resistencia de salida en un espejo cascodo conduce a una menor oscilación del voltaje de salida para la misma variación de corriente de carga. Esto garantiza un voltaje de salida más estable, lo cual es crucial en muchas aplicaciones.

3. Coincidencia mejorada:

* Espejo MOSFET simple: Las variaciones en los parámetros del dispositivo (voltaje umbral, movilidad, etc.) pueden afectar la coincidencia de corrientes en un espejo MOSFET simple.

* Espejo cascode: La configuración de cascode ayuda a minimizar el efecto de las variaciones de los parámetros del dispositivo en la coincidencia actual. Al aislar el transistor de salida del transistor de entrada, el espejo cascodo mejora la precisión de la adaptación actual.

4. Distorsión reducida:

* Espejo MOSFET simple: Las no linealidades en las características del transistor de salida pueden provocar una distorsión de la corriente de salida en un espejo simple.

* Espejo cascode: La configuración en cascodo reduce la distorsión al operar el transistor de salida en una región más lineal.

5. Estabilidad mejorada:

* Espejo MOSFET simple: Los espejos MOSFET simples pueden ser propensos a la inestabilidad debido al efecto Miller en el transistor de salida.

* Espejo cascode: La configuración cascodo elimina efectivamente el efecto Miller, haciendo que el espejo sea más estable y menos susceptible a las oscilaciones.

Resumen:

El espejo de corriente cascodo ofrece ventajas significativas sobre un espejo MOSFET simple al proporcionar:

* Mayor resistencia de salida

* Oscilación de voltaje de salida reducida

* Coincidencia actual mejorada

* Distorsión reducida

* Estabilidad mejorada

Estas ventajas hacen que el espejo cascode sea la opción preferida en aplicaciones que requieren una regulación de corriente precisa, alta resistencia de salida y estabilidad.