电流比较器的设计中的一个疑问

katherinezhang

如上图所示, 为一个简化的电流比较器来完成过温保护的功能.对镜像管MN1和MN2的设计有些疑惑:按照电流镜设计的原理是选择尽量大的过驱动电压,但是从一些电路上看到的尺寸都是非常大,管子都是工作在亚阈值区,过驱动只有20mv. 请各位大虾们指点迷津!谢谢.

maplefire

那其实是比较器的输入端.

katherinezhang

那其实是比较器的输入端.
maplefire 发表于 2009-12-2 08:40

                               
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是的，但是这个比较器的输入端是在MN1和MN2的source端而不是gate端？

jeff_zx

呵呵，我一般也是这样design的。
目的就是要使MN1和MN2的Gm最大化和mismatch最小化。
从loop的角度分析，gain 为GmN1、2*rdsP，BW即与GmN1、2成正比。
从function的角度分析，理想是希望Vgsn1=Vgsn2，但n1和n2的mismatch就引入了system offset。
另外的offset来自于mirror current的mismatch，但如果n1和n2的Gm非常大，就可以减小这个mismatch的影响。

refugee

4# jeff_zx

楼上正解，为了获得更大的gm，从而获得更大的增益，一般会把MN1和MN2做得比较大，且做匹配。
不过更实用的做法是用ptat电流和vbe进行比较，这样才能防止模型在高温时的不准确哦

katherinezhang

呵呵，我一般也是这样design的。
目的就是要使MN1和MN2的Gm最大化和mismatch最小化。
从loop的角度分析，gain 为GmN1、2*rdsP，BW即与GmN1、2成正比。
从function的角度分析，理想是希望Vgsn1=Vgsn2，但n1和n2的m ...
jeff_zx 发表于 2009-12-2 15:41

                               
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谢谢你的指教!
不过我还有些疑问:
1)MN1and MN2的gm不可能无限制的大,工作状态肯定是亚阈值区的,那overdrive电压要留多少呢？根据gray书上讲到的,最好取大于2n*Vt=78mV。
2）“如果n1和n2的Gm非常大，就可以减小这个mismatch的影响”不是太理解

jeff_zx

谢谢你的指教!
不过我还有些疑问:
1)MN1and MN2的gm不可能无限制的大,工作状态肯定是亚阈值区的,那overdrive电压要留多少呢？根据gray书上讲到的,最好取大于2n*Vt=78mV。
2）“如果n1和n2的Gm非常大，就可以减 ...
katherinezhang 发表于 2009-12-3 13:56

                               
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1、我的理解，亚阈区不是不好，一般避免的是因为现有的bsim model的亚阈区表征不准，但我的经验和听到的一些说法，都是认为亚阈区电流的表征是比较准确的，但rout很差。参数的选择更多的是你能够接受的offset的大小，一般用工艺的典型值除以wl积的开放和你comp的delay
2、我是针对vgs相等的要求来说的，对于同等电流，w/l越大，所需的vgs就越小

万水之源

长学问了

chenxinweihai

亚域值区的MOS是一个工作在弱反型的状态, 弱反型还能获得最大的增益?这个时候的Id方程都不对了,还按照老办法去算gm? 所以MN1和MN2肯定不应该是亚阈值的,而应该是有一个临界饱和状态才对,因为你这样
ID=1/2 μCox(W/L)(VOD)^2*(1+λVds), 你这样才能利用上面的电流竟使MN2的VDS变化从而驱动你的MP3管子,可见沟长对你的电路很有影响呢

jeff_zx

亚域值区的MOS是一个工作在弱反型的状态, 弱反型还能获得最大的增益?这个时候的Id方程都不对了,还按照老办法去算gm? 所以MN1和MN2肯定不应该是亚阈值的,而应该是有一个临界饱和状态才对,因为你这样
ID=1/2 μCox(W/ ...
chenxinweihai 发表于 2009-12-4 11:23

                               
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有道理
我对于这个状态的深层原理没有深究过，在design时，主要还是靠经验和simulation