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本文来自EETOP博客,作者:sea11038

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原文(一张图):

坛友问的一个问题,推导了一下,原理不复杂,具体设计时还要结合工艺的失配参数继续推导和计算。

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以下内容为AI解读整理成了一份结构清晰、公式完整的笔记不一定100%正确,请参考原图)

MOS 电流镜失配分析(含源极负反馈)

一、基础电流镜(无电阻)

1. 电流方程

饱和区 MOS 电流:

其中 为阈值电压。

2. 一阶误差推导

对电流做全微分,考虑 和 的失配:

代入得到:

3. 相对电流误差

两边除以 :

4. 误差方差(随机失配)

假设 与 相互独立,方差为:

二、带源极电阻的电流镜(源极负反馈

1. 电流方程

源极串联电阻 后,栅源电压关系变为:

因此电流方程为:

2. 一阶误差推导

对电流做全微分,考虑 、 和 的失配:

分别求偏导:

代入得到:

整理后:

3. 相对电流误差

两边除以 :

当 时,第二项可近似为:

4. 误差方差(随机失配)

假设 、、 相互独立,方差为:

三、关键结论

1源极负反馈的衰减作用:
MOS 管参数(、)失配带来的电流误差,被源极负反馈衰减了 倍,因此电流镜匹配度显著提升。

1电阻失配成为新的误差源:
电阻 的失配 会直接反映到电流误差中,成为主导误差源之一,设计时需同时保证电阻的匹配精度。

设计权衡:
增大 可以进一步抑制 MOS 管失配,但电阻失配的影响不会被衰减,反而会随 增大而更受关注,需在两者之间做平衡。

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