9. Diode Connected Load

0. Intro

오늘 다룰 내용은 Diode Connected Load입니다.

 

1. Diode Connected Transistor

그림1. Diode Connected transistor

그림 1과 같은 형태의 npn 혹은 pnp transisto를 Diode Connected transistor라고 부릅니다

 

이것에 대해 분석한 적은 없지만

 

이 device가  diode와 똑같은 bias 전류가 흐를 때, 같은 impedance$(=\Large\frac{1}{g_{m}})$를 보여주기 때문에 그렇게 부릅니다.

 

2. Diode Connected Load

그림2. Diode connected load

그림2는 Diode connected Load입니다. 그림1과 굉장히 비슷합니다.

 

이 역시 diode와 비슷한 면이 있기 때문에 Diode connected Load라고 부릅니다.

 

또한 gate와 drain이 붙어있다는 특징이 있습니다.

 

따라서 항상 $V_{gs}-V_{th}\leq V_{ds}$를 만족하여 $ V_{gs}-V_{th} \geq 0$이기만 하면 Saturation에 있게됩니다.

 

NMOS Diode connected load를 가지고 한번 분석해보겠습니다.

 

 

 

 

그림3은 small signal model입니다.

그림3. small signal model of Diode connected load

$V_{1}=V_{x}$이므로

 

$$I_{x}=\frac{V_{x}}{r_{o}}+g_{m}V_{x}=V_{x}(\frac{1}{r_{o}}+g_{m})$$

따라서

$$R_{in}=\frac{V_{x}}{I_{x}}=\frac{1}{\Large\frac{1}{r_{o}}\normalsize+g_{m}}=r_{o}\,||\,\frac{1}{g_{m}}$$

 

만약 $\lambda \rightarrow 0$ 로 수렴한다면 impedance가 $\Large\frac{1}{g_{m}}$이 되게 됩니다.

 

즉 Diode와 같은 impedance를 보여준다는 점에서 Diode connected라고 부르는 것입니다.