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标题: 一个面试问题：关于电流镜失配的计算 [打印本页]

作者: davidchou124 时间: 2016-9-26 21:45
标题: 一个面试问题：关于电流镜失配的计算
之前面了澜起，技术面一个工程师出了个题让我算电流镜的失配，没有算出来，想来请教一下：
题目就是一个1：1拷贝的电流镜的，计算其因阈值电压失配导致的失配的电流；如果是1：2 拷贝，这个失配电流是多少，如果是2：2,这个失配电流是多少？
我简单画了下，
我只知道1：1的情况下失配是gm*Avth0/sqrt(WL), 和2：2下是gm*Avth0/sqrt(2WL)，不知1：2是怎样计算的？

( , 下载次数: 181 )

作者: 搭积木 时间: 2016-9-26 22:51
模拟IC现在岗位多吗？好找吗？

作者: semico_ljj 时间: 2016-9-26 23:05
回复 1# davidchou124

更大的时Vds Dismatch

作者: math123 时间: 2016-9-26 23:14
本帖最后由 math123 于 2016-9-26 23:45 编辑

Vth1-Vth2在概率上产生的偏差和Vth1+Vth2是一样的，我以前跑bandgap的蒙诺卡罗仿真，这个问题困扰了好几天，后来想通了，1:8的PNP管，对电流失配起主要作用的就是那1个管的面积。。。
首先Vth的偏差是正态分布，然后推出失配等偏差

( , 下载次数: 147 )

作者: david_reg 时间: 2016-9-27 10:11
m*(W/L):n*(W/L) current mirror mismatch
gm*Avth0/sqrt(WL)*1/sqrt(2)*sqrt(1/m+1/n)

作者: kidd_han 时间: 2016-9-27 10:12
回复 1# davidchou124

我猜是根号二倍。手上有仿真模型的话可以事实看。
楼上的兄弟考虑了vth偏差，但电流偏差并不只是vth偏差，还有gm的偏差，事实上后者占更多因素。

作者: wjx197733 时间: 2016-9-27 10:26

Vth1-Vth2在概率上产生的偏差和Vth1+Vth2是一样的，我以前跑bandgap的蒙诺卡罗仿真，这个问题困扰了好几天， ...
math123 发表于 2016-9-26 23:14

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您math123好，能具体解释一下您写的公式吗？

作者: davidchou124 时间: 2016-9-27 10:34
回复 4# math123

这样计算下来，怎么看来是1：1的匹配是最差啊

作者: davidchou124 时间: 2016-9-27 10:46

回复 davidchou124

我猜是根号二倍。手上有仿真模型的话可以事实看。
楼上的兄弟考虑了vth偏差，但电 ...
kidd_han 发表于 2016-9-27 10:12

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能详细讲讲gm的失配吗，是主要在Vdsat上吗

作者: math123 时间: 2016-9-27 10:51
本帖最后由 math123 于 2016-9-27 12:35 编辑

回复 math123

这样计算下来，怎么看来是1：1的匹配是最差啊
davidchou124 发表于 2016-9-27 10:34

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ABA匹配比AB更好，当然版图上要靠近放使其中心值一致

作者: math123 时间: 2016-9-27 11:01

您math123好，能具体解释一下您写的公式吗？
wjx197733 发表于 2016-9-27 10:26

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allen和拉扎维书上有详细讲的

具体就是看delta_vth占Vgs-Vth的比例，例如delta_vth引起Vgs-Vth变化x%，那么delta_vth引起(Vgs-Vth)^2变化2x%，

由公式可推出Id也变化了2x%，其中x=delta_vth/(Vgs-Vth) * 100%

作者: math123 时间: 2016-9-27 11:04
本帖最后由 math123 于 2016-9-27 11:09 编辑

这个原理是跑蒙诺卡罗仿真时候想到的，蒙诺卡罗仿真就是每一个设定的失配管都在中心值附近独立地按正态分布取值，
管子越大（m越大）离中心值偏差会变小

作者: zcqzxczxc 时间: 2016-9-27 11:35
我前一阵子也困惑这个问题，后来也想通了，和楼上 math123的说法差不多，这里有个文档可以参考 ( , 下载次数: 1459 )

作者: david_reg 时间: 2016-9-27 12:39
回复 1# davidchou124

( , 下载次数: 177 )
( , 下载次数: 164 )
( , 下载次数: 169 )

作者: kevinbest2010 时间: 2016-9-27 13:21
本帖最后由 kevinbest2010 于 2016-9-27 13:28 编辑

顶起

作者: david_reg 时间: 2016-9-27 13:29
回复 15# kevinbest2010

在14#

作者: davidchou124 时间: 2016-9-27 15:23
回复 14# david_reg

感谢！！！

作者: davidchou124 时间: 2016-9-27 15:24
回复 13# zcqzxczxc

谢谢！

作者: hehuachangkai 时间: 2016-9-27 15:52
mark一下

作者: wjx197733 时间: 2016-9-27 17:03
这个帖子还是赶紧置顶吧

作者: wjx197733 时间: 2016-9-27 17:03
这个帖子还是赶紧置顶吧！

作者: wjx197733 时间: 2016-9-27 17:07

回复 davidchou124
david_reg 发表于 2016-9-27 12:39

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您好david_reg：您提供的资料出自哪里？

作者: wjx197733 时间: 2016-9-27 17:30
本帖最后由 wjx197733 于 2016-9-28 14:01 编辑

回复 davidchou124
david_reg 发表于 2016-9-27 12:39

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您好david_reg：还是不明白下面这个公式是根据什么得出来的？
( , 下载次数: 103 )
嗯现在明白了！

作者: 122013137 时间: 2017-2-9 22:54
这个帖子还是赶紧置顶3

作者: tang66521 时间: 2017-2-10 11:13
回复 14# david_reg

请问出自哪本书？

作者: clxun 时间: 2017-2-24 09:01
23#贴出来的公式还是没懂，哪位大神能说下吗？感激不尽。

作者: clxun 时间: 2017-2-24 09:03
( , 下载次数: 90 )

23#贴出来的公式还是没懂，哪位大神能说下吗？感激不尽。
clxun 发表于 2017-2-24 09:01

登录/注册后可看大图

作者: crazyhertz007 时间: 2017-2-24 11:47
不太了解，这个，，，，，

作者: wushangkeji 时间: 2017-2-25 10:14
好东西，谢谢！！！

作者: wushangkeji 时间: 2017-2-25 10:15
谢谢！这个很好，！！！！！！！

作者: clxun 时间: 2017-2-25 16:15
( , 下载次数: 118 )

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回复 27# clxun

这么简单的问题...我还在问，不懂的看看。哈哈哈哈....

作者: QQben 时间: 2017-3-8 10:24
谢谢分享

作者: 召唤出元素来 时间: 2017-7-19 13:47
本帖最后由召唤出元素来于 2017-7-19 13:48 编辑

样本之间相互独立。
M:N=> sqrt(1/M+1/N)
1:1 => sqrt(2)
2:2 => sqrt(1)=1
1:2 => sqrt(3/2)
2:1 => sqrt(3/2)

作者: xuriver2012 时间: 2017-7-19 16:33
明显是1：2的模式下电流的失配最大，因为不仅仅包括面积的影响，而且还包括电流被放大到2倍的一个影响。

作者: 朱鹮2011 时间: 2017-7-19 17:00
回复 31# clxun

厉害，哈哈

作者: rnistake 时间: 2017-7-21 22:23
楼主是研究生毕业面试还是跳槽面试呢

作者: mutl1912 时间: 2018-1-11 20:38
回复 14# david_reg

thanks

作者: johnny157157 时间: 2018-1-12 18:37
很好的资料哦谢谢楼主啦

作者: 黄礼茉 时间: 2018-1-15 23:26
回复 16# david_reg

公式内容是是来自于哪里的？

作者: david_reg 时间: 2018-1-17 13:59
回复 39# 黄礼茉

根据14#的资料里面的方法自己推导的.

作者: liqiaoyongdan 时间: 2018-1-17 17:05
屌爆了

作者: sara9233 时间: 2018-3-24 16:11
( , 下载次数: 105 )

上传
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回复 14# david_reg 请问大神

根据#14的文档，但是不明白AVt是怎么产生的？这个代表什么呢？

作者: 从此以后01 时间: 2018-3-26 11:39
厉害厉害

作者: david_reg 时间: 2018-3-27 13:42
本帖最后由 david_reg 于 2018-3-27 19:57 编辑

回复 42# sara9233

Avt是阈值电压vth的与器件面积相关的失配比例系数，一般可以在工艺文档中找到一张类似下面的图，图的斜率就是Avth (V*um)。

作者: swallow8666 时间: 2019-1-11 10:29
本帖最后由 swallow8666 于 2019-1-11 10:31 编辑

那最终结果，电流失配哪个最大呀？根据上面公式，感觉是1:1＞1:2＞2:2
可是无论从理论和仿真结果来说，都应该是1:2失配最大呀，因为有倍数关系，失配*2

作者: fumes 时间: 2019-4-29 15:04
本帖最后由 fumes 于 2019-4-29 15:06 编辑

swallow8666 发表于 2019-1-11 10:29
那最终结果，电流失配哪个最大呀？根据上面公式，感觉是1:1＞1:2＞2:2
可是无论从理论和仿真结果来说，都应 ...

实验和理论给出的是这个结果。
( , 下载次数: 77 )
问题是1:4和4:1不一样，怎么解释？

作者: fumes 时间: 2019-4-30 09:02

david_reg 发表于 2016-9-27 12:39
回复 1# davidchou124

我就想问一下，按最后的公式结论，K1=1:2和K1=2:1是不是没有区别？

作者: david_reg 时间: 2019-5-1 21:09

fumes 发表于 2019-4-30 09:02
我就想问一下，按最后的公式结论，K1=1:2和K1=2:1是不是没有区别？

公式里面的 KI=ID1/ID2=m1/m2, 为无mismatch时电流镜比例的理想值;
sigma(KI) 为考虑mismatch后的电流镜比例的方差;
对于KI=1:2 和 KI=2:1, 从上面只考虑Vth失配模型的公式看, sigma(KI)的值有区别, 但 sigma(KI)/KI 是一样的.

作者: fumes 时间: 2019-5-2 10:44

david_reg 发表于 2019-5-1 21:09
公式里面的 KI=ID1/ID2=m1/m2, 为无mismatch时电流镜比例的理想值;
sigma(KI) 为考虑mismatch后的电流 ...

明白。设计当中关心的一般不都是sigma(K1)/K1吗？很少有用sigma(K1)来衡量的吧？感觉没什么意义

作者: fumes 时间: 2019-5-3 12:16
你说的2:2是什么意思？只是MOS管W增加一倍吗？输入电流不变是吗?

作者: swallow8666 时间: 2019-6-6 13:43

fumes 发表于 2019-5-3 12:16
你说的2:2是什么意思？只是MOS管W增加一倍吗？输入电流不变是吗?

是的，是这个意思

作者: david_reg 时间: 2020-4-27 22:39
本帖最后由 david_reg 于 2021-9-6 11:19 编辑

david_reg 发表于 2018-1-17 13:59
回复 39# 黄礼茉

总结的公式
( , 下载次数: 464 )

作者: 不能失去的安妮 时间: 2020-8-27 15:43

david_reg 发表于 2016-9-27 12:39
回复 1# davidchou124

请问这是哪本书上写的？

作者: 苏AE86 时间: 2020-8-27 16:51
感谢分享

作者: david_reg 时间: 2020-8-28 08:38

不能失去的安妮发表于 2020-8-27 15:43
请问这是哪本书上写的？

根据参考材料自己总结的.

作者: sb2vcqw 时间: 2020-8-28 16:35

david_reg 发表于 2016-9-27 12:39
回复 1# davidchou124

这个是什么书？

作者: sad2876326 时间: 2020-9-1 21:05

david_reg 发表于 2018-3-27 13:42
回复 42# sara9233

Avt是阈值电压vth的与器件面积相关的失配比例系数，一般可以在工艺文档中找到一张类似 ...

你好，图片加载不出来，可以再发一次吗？

作者: david_reg 时间: 2020-9-3 10:31

sad2876326 发表于 2020-9-1 21:05
你好，图片加载不出来，可以再发一次吗？

( , 下载次数: 87 )

作者: sad2876326 时间: 2020-9-8 09:50

david_reg 发表于 2020-9-3 10:31

十分感谢。

作者: christ0426 时间: 2021-1-16 22:18
顶起来~~

作者: jeffej 时间: 2021-1-18 17:31
caculation from 1L is very clear !!!

作者: aimu_wl 时间: 2021-4-10 21:54
学习收藏

作者: juliansky 时间: 2021-6-20 11:55

math123 发表于 2016-9-26 23:14
Vth1-Vth2在概率上产生的偏差和Vth1+Vth2是一样的，我以前跑bandgap的蒙诺卡罗仿真，这个问题困扰了好几天 ...

分析得言简意赅，赞！

作者: G_yesorno 时间: 2021-10-8 12:00
good, 顶起

作者: 我没有零钱 时间: 2021-10-9 12:52
顶起来

作者: 刘兴国 时间: 2021-11-30 15:42

david_reg 发表于 2016-9-27 12:39
回复 1# davidchou124

请问其中的Avth是指什么？

作者: xxccmmliu 时间: 2021-12-10 12:29
正好需要Random offset 文档，多谢

作者: 狄铁铁 时间: 2021-12-28 16:07
学习了

作者: Niemk 时间: 2022-5-1 11:41
顶起

作者: 亭亭净植9797997 时间: 2022-6-14 12:01
学习学习

作者: pzp999555 时间: 2022-6-14 14:49
mark一下

作者: uniquemh 时间: 2022-7-5 10:14

david_reg 发表于 2020-9-3 10:31

感谢

作者: 纵横 时间: 2022-7-17 16:04

david_reg 发表于 2016-9-27 12:39
回复 1# davidchou124

( , 下载次数: 46 ) 请问一下这里local variation是什么意思

作者: 纵横 时间: 2022-7-17 16:12

wjx197733 发表于 2016-9-27 17:30
您好david_reg：还是不明白下面这个公式是根据什么得出来的？

嗯现在明白了！ ...

请问一下这个公式出自哪里

作者: david_reg 时间: 2022-7-18 08:47

纵横发表于 2022-7-17 16:04
请问一下这里local variation是什么意思

https://bbs.eetop.cn/thread-615624-1-1.html

作者: david_reg 时间: 2022-7-18 08:50

纵横发表于 2022-7-17 16:12
请问一下这个公式出自哪里

请参考本贴 13# 附件.

作者: LVSP_AnalogIC 时间: 2022-7-19 17:13
电流镜失配计算

作者: 纵横 时间: 2022-7-24 17:18

david_reg 发表于 2022-7-18 08:47
https://bbs.eetop.cn/thread-615624-1-1.html

非常感谢！

作者: 纵横 时间: 2022-7-24 17:22

david_reg 发表于 2022-7-18 08:50
请参考本贴 13# 附件.

嗯嗯，谢谢前辈

作者: 红红的西瓜 时间: 2022-8-10 14:29
( , 下载次数: 42 )
请问红框部分是怎么得到的？既然Id是定值，就是常数，那么不应该直接提出到分母项吗？怎么分母变成了Id1？

作者: zrjzyyy 时间: 2023-2-3 13:35
感谢分享

作者: SlaterYoung 时间: 2023-4-8 14:17
感谢分享，认真学习

作者: Zzy-analog 时间: 2023-7-21 10:24

zcqzxczxc 发表于 2016-9-27 11:35
我前一阵子也困惑这个问题，后来也想通了，和楼上 math123的说法差不多，这里有个文档可以参考 ...

这个真的超级棒(๑•̀ㅂ•́)و✧

作者: HMH 时间: 2023-7-21 16:21

david_reg 发表于 2016-9-27 12:39
回复 1# davidchou124

你好，请问这是哪本书上的

作者: 是你琴哥呀！ 时间: 2023-7-28 19:04

david_reg 发表于 2020-4-27 22:39
总结的公式

请问这哥地方是不是写错了

作者: enchanted27 时间: 2023-8-1 11:22

david_reg 发表于 2016-9-27 12:39
回复 1# davidchou124

请问这个图片出处是哪本书呀

作者: 木木lingle 时间: 2023-8-3 20:02
mark

作者: 一个头五个大 时间: 2023-9-11 13:52
学习了，这个问题太经典了

作者: jieie 时间: 2023-9-28 15:40

david_reg 发表于 2016-9-27 12:39
回复 1# davidchou124

谢谢帮助很大！

作者: sarumi 时间: 2023-10-23 13:12
本帖最后由 sarumi 于 2023-10-23 13:20 编辑

david_reg 发表于 2019-5-1 21:09
公式里面的 KI=ID1/ID2=m1/m2, 为无mismatch时电流镜比例的理想值;
sigma(KI) 为考虑mismatch后的电流 ...

请问一下，那么 [sigma(ID1/ID2)] / (ID1/ID2) = [sigma(ID2/ID1] / (ID2/ID1) 吗？

46楼的表格显示1:4的sd ID mismatch 小于 4:1 的sd ID mismatch，这里的ID是指ID(reference device)/ID(output device)吗？
ID1/ID2和ID2/ID1虽然相对mismatch一致，但是绝对mismatch不一致，这个要怎么理解比较好呢？
譬如说，1:4和4:1，如果考虑ID1/ID2，则前者的绝对mismatch较小，但是考虑ID2/ID1，则是后者的较小，这样的话1:4和4:1到底哪一个的mismatch比较大呢

作者: Riching 时间: 2024-1-26 15:42

是你琴哥呀！发表于 2023-7-28 19:04
请问这哥地方是不是写错了

没有吧，就是器件自己的vth的self-match

作者: 我没有零钱 时间: 2024-2-4 10:54
看看

作者: ZXY2002 时间: 2024-3-7 17:41

david_reg 发表于 2016-9-27 10:11
m*(W/L):n*(W/L) current mirror mismatch
gm*Avth0/sqrt(WL)*1/sqrt(2)*sqrt(1/m+1/n)

你好，这个电流不变，w在变的情况下，这个gm是不是也改变了

作者: 糖豆人DD 时间: 2024-4-4 15:51
mark一下

作者: ZXY2002 时间: 2024-5-8 09:53

math123 发表于 2016-9-26 23:14
Vth1-Vth2在概率上产生的偏差和Vth1+Vth2是一样的，我以前跑bandgap的蒙诺卡罗仿真，这个问题困扰了好几天 ...

你好，请问一下，这个后面▲与▲vth不是一个东西吗

作者: c535662957 时间: 2024-5-11 11:27
感谢分享

作者: c535662957 时间: 2024-5-11 11:29
感谢分享

作者: c535662957 时间: 2024-5-14 15:11

Riching 发表于 2024-1-26 15:42
没有吧，就是器件自己的vth的self-match

请问大佬文档里关于β失配的表达式是不是有问题啊？后面一张图片是拉扎维书里的，它们之间好像差了一个β系数呢

作者: ZXY2002 时间: 2024-5-23 14:06

david_reg 发表于 2016-9-27 12:39
回复 1# davidchou124

你好，不太明白为什么微分d会变成标准差差δ，不应该是偏差Δ吗

作者: 是你琴哥呀！ 时间: 2024-6-11 19:16

Riching 发表于 2024-1-26 15:42
没有吧，就是器件自己的vth的self-match

Avth不是应该是根号外面吗

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