仅用一个“基准电流源”作为输入,为多个电流源提供偏置电压,或者说直接提供多个恒定电流。这些匹配器件组成的结构,称为电流镜,其特点是输出电流是对输入电流按一定比例的“复制”。
电流镜需要电流驱动,无法产生驱动电流。
产生电流需要偏置电路:电流镜的相互作用。
偏置:提供稳定的静态工作点电压和电流。
稳定:与电源电压VCC无关;增加温度无关性则变为基准!
电流镜产生过程
1.
1) 最简单的情况,只有两个线性电阻,Ib与Vb都随Vdd做线性变化,不适合IC电路。
2) 换为一个非线性(NL)器件,Vb变化很小,但Ib会随Vdd快速变化。因其简单性而广泛应用于IC。
3) 两个均换为非线性器件时,Ib与Vb都随Vdd变化,很少使用。
4) Vgs增加,电流减小
2.
1) R1用来定义Ib,经过M1产生Vds,然后复制到M2产生Id2。
2) 线性电流镜标准:两个Vgs相同。(都工作在饱和区)
3) 此结构与Vcc弱相关。
4) 注:单支偏置电路的电流稳定性弱。
3.
Vcc通过R产生稳定电流I,I经过N1产生稳定电压V,Vds使N2(N3…)偏置产生稳定电流I’,I’经过P1产生稳定电压V’,V’使P2(P3…)偏置产生稳定电流。
4.
1) 当两个电流镜均为线性电流镜时,则会出现两种情况:没有交点或有无穷交点。但此时无法定义电流,所以此结构不现实。
2) 此时每条支路中一个MOS为恒流源,另一个为恒压源;每个电流镜中一个MOS为恒流源,另一个为恒压源。
3) 加上电阻R后,一个电流镜的电流复制减慢,从而可以实现只有一个交点(静态点)的情况。所以要保持一个电流镜为非线性电流镜。
4) 此时线性电流镜进行电流传输作用,非线性电流镜为电流定义作用。
5.
这种改进可以避免M2的衬底反偏现象
偏置电路
Cascode结构
附录
1.高摆幅共源共栅电流镜
2.
3.
4.