文档介绍：1 模拟集成电路原理与设计第 5章无源与有源电流镜陈中建 ******@pku. 62759620 ,理科 2 号楼 2617 微电子学系北京大学微电子学系-陈中建-模拟集成电路原理与设计 2 授课内容绪论重要性、一般概念单级放大器无源/ 有源电流镜差动放大器放大器的频率特性噪声运算放大器反馈稳定性和频率补偿版图和封装共源、共漏、共栅、共源共栅定性分析、定量分析、共模响应、吉尔伯特单元弥勒效应、极点与节点关系、各类单级放大器频率特性分析统计特性、类型、电路表示、各类单级放大器噪声分析、噪声带宽特性、四种反馈结构、负载影响、对噪声的影响性能参数、一级运放、两级运放、各指标分析叉指、对称、 ESD 等多极点系统、相位裕度、频率补偿器件物理基础 MOSFET 结构、 IV 特性、二级效应、器件模型带隙基准源与电源无关、与温度无关、 PTAT 电流、恒 Gm 、速度与噪声基本/ 共源共栅/ 有源电流镜北京大学微电子学系-陈中建-模拟集成电路原理与设计 3 本讲电流镜?基本电流镜?共源共栅电流镜?有源电流镜?电流镜做负载的差分放大器?大信号特性?小信号特性?共模特性北京大学微电子学系-陈中建-模拟集成电路原理与设计 4 电流源? AIC 中经常需要电流源?对电流源的期望?电流值能由设计者方便地设定在某一期望值,并且电流值的偏差能被控制在一定范围内?电流值往往会随工艺、电源、温度等变化而变化?电压裕度、电阻、电容、噪声等?如何电路实现并可设、精确、稳定? 北京大学微电子学系-陈中建-模拟集成电路原理与设计 5 基于电阻分压的电流源 2 12 2 ) ( 2 TH DD oxn OUT VV RR R L W C I ?+ ≈μ?电流值对工艺、电源、温度等变化敏感?不同芯片阈值偏差可达 100mV ?μ n 、 V TH 随温度变化?输出电压范围?大于 M1 管的 V OV 即可?为了输出电压范围较大, V OV 取典型值 200mV ?若 V TH 改变 50mV ,则 I OUT 改变 44 % 评价: 电流值无法精确、稳定,很难实用北京大学微电子学系-陈中建-模拟集成电路原理与设计 6 基于基准电流的电流源-原理? I REF ?基准电流?由专门的电路来产生,如带隙基准源等(第 11 章) ,是一个重要、活跃的研究领域?基准电流的电流值精确、稳定(对电源电压、工艺偏差、温度变化等不敏感) ?基于 I REF , “复制”产生所需各电流?常用复制方法是先把 I REF 转换为电压,在由该电压转换为电流北京大学微电子学系-陈中建-模拟集成电路原理与设计 7 基本电流镜-等量复制)( GS REF VfI = )( 1 REF GS IfV ?= REF REF out IIffI = = ?)( 1 2)( 2 TH GS oxn REF VV L W C I ?= μ镜面基本电流镜 I out 也可以不等于 I REF 忽略了λ的影响(会影响复制精度) 北京大学微电子学系-陈中建-模拟集成电路原理与设计 8 基本电流镜-比例复制 2 1 )( ) ( 2 TH GS oxn REF VV L W C I ?= μ 2 2 )( ) ( 2 TH GS oxn out VV L W C I ?= μ REF out I LW LW I ?= 1 2 )/( )/( 设计者通过合理设计 M1 和 M2 管的尺寸比, 即可获得期望的电流若 I REF 精准、稳定,合理设计 M1 管和 M2 管的尺寸和位置,使它们的 V TH 、μ n 、 C OX 等工艺参数匹配度高、 W/L 比值在一定精度内,则可获得一定精度且稳定的 I out 北京大学微电子学系-陈中建-模拟集成电路原理与设计 9 基本电流镜在差分放大器中的应用高输出摆幅、高增益的二极管接法 MOS 管做负载的差分放大器北京大学微电子学系-陈中建-模拟集成电路原理与设计 10 高输出摆幅的差分放大器见教材 P104 ,图