LTspice - 5amp Text

 

Vout이 Vin1 의 2V에서 치솟는 원인은 M3tail의 전류량이 한정되어 있기 때문인데
2V에서 급격하게 M5에서의 트랜지스터가 전류량이 0.5uA에서 1.0uA 로 치솟게 된다.
그러면서 M1의 트랜지스터에 전류량이 0 이 되고, 이는 Vout의 전압을 VDD 전압인 4V로 만드는 원인이 된다.

그러면 왜 2V 이상에서 M5 트랜지스터가 M1의 전류량을 전부 가지고 갔던걸까. 

이유는 M5의 트랜지스터의 저항이 M1의 저항보다 급격히 낮아지면서 더 낮은 저항으로부터 전류를 가지고 가려는 특성 때문입니다. 

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자기 강화 효과:

• M5로 더 많은 전류가 흐를수록, 그 트랜지스터의 저항은 더욱 낮아집니다.
• 반대로 M1의 전류는 감소하고, 저항은 더욱 증가합니다.

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M5와 M1의 VGS를 각각 비교해보면, VIN1의 경우 초록색 VIN2의 경우 파란색이다.
다시 말하자면 Vin1은 0~4V Vin2 는 2V인데,
M5가 Vth에서 한번 꺽이며 리니어하게 올라가며

M1의 경우 M5의 VGS 변화에 따라 리니어하에 전압이 강하됩니다. 
그러면서 2V 범위에서 같은 VGS전압을 같게 되며, 이후 두 소자의 VSG 전압은 벌어집니다.
하지만 전류관점에서는 해당 트랜지스터들이 갖는 저항이 지수적으로 증가하게 되므로,

전류의 흐름도 M5를 통해 급격하게 이동되는 모습을 볼 수 있습니다. 

이를 통해 슈미트 트리거 등을 설계 할 수 있다고 하는데요, 공부를 더 해봐야겠습니다.