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仿真電流鏡輸入偏置電流的方法

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作者:Johan Bauwelinck,Gent 時間:2005-11-10 來源: 收藏
的輸出是很簡單的。您只需加上輸入電流和測量輸出電流,再計算它們的差就行了。然而,輸出不等于輸入,尤其當(dāng)電路不是 1:1 電流鏡時。高度精確地仿真輸入偏置電流是比較復(fù)雜的。假設(shè)您正在處理 1:1 電流鏡,并且想知道需要什么樣的輸入電流來得到 10mA 輸出電流。在理想情況下,假如輸入偏置電流為零,則輸入電流是 10mA。然而,由于雙極晶體管的β值有限、輸出阻抗有限以及失配等原因,輸入偏置電流不等于零。圖 1 所示設(shè)計,仿真精度高,仿真時間短。

圖 1,本電路可用來輸入偏置電流。


  您可以利用反饋來強迫 CCCS(電流控制的電流源)的電流等于輸入偏置電流。流入電壓源 VOUT 的電流等于電流鏡的輸出電流和理想輸出電流之差。這一電流就是“誤差電流” (IERROR)。當(dāng) CCCS的電流 等于輸入偏置電流時,誤差電流為零。高增益 CCCS 放大誤差電流,于是 CCCS 增加輸入電流。這樣,您就建立了反饋回路,您通過 CCCS 測出的電流就是輸入偏置電流。反饋回路實現(xiàn)高增益,而高增益就能確保高精度(誤差電流可忽略不計)。再則,由于您是通過計算直流工作點來得到這一結(jié)果的,因此仿真時間很短。

圖 2,這一條形圖示出了輸入偏置電流分布情況。


  圖 2 示出了IIDEAL=10mA、增益 G=1000、 VOUT=1V時,500 次蒙特卡羅仿真 的仿真結(jié)果。NPN 晶體管是用 0.35 微米硅鍺 BiCMOS 工藝制造的,其發(fā)射極長度為 40 微米。不過,您可以將這種仿真方法用于所有電流鏡和各類晶體管。圖 2 所示的電流分布平均值是 194nA,標準偏差是 131nA。由于基極電流誤差的緣故,這一平均值不為零。


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