求助帮忙分析一下这个自偏置电流镜

wangwenl

这个电流镜的工作过程是怎样的，有什么优点呢，这个电阻在这里的意义是什么？

acging

随便找一本模拟教科书，电流镜一章自有解答。

qluo14

同意楼上，几乎每本模拟书上都有讲这个结构

古罔金来

大学的模拟电路教材也有讲吧。

xszhu

楼主这个电流镜很典型，一般书上都有很详细的解答，不过，估计你也有难处，我就说说自己的见解，希望能帮到你。
首先，说说开发来由，电流镜最好能100%复制偏置电流，而且电流镜的输出阻抗越大越好，这就是开发cascode电流镜的最大原因。
但是简单的串联的二极管偏置电路，造成输出的电流的输出动态电压范围变小，所以就开发，另外添加偏置，和自偏置，两种偏置按照应用自行选择。
再说说，工作原理，VGS=Vt + Von , VDS ≥ Von 管子工作饱和区，只要VDS设置得当，显然，就会有VGS ≥VDS情况，且工作在饱和区。这种结构就有存在可能。
知道Ibias，接着设置Von ，一般做设计时Von=5%VDD，Von知道接着设计，Q1、Q2的W/L,一般四个管子W/L都是一样的。Q1，临界饱和时，VDS1=VON，这就要用R来设计Vt+2Von，R=Von/Ibias,设计好后Q1的VDS1理论上必定VDS1=VON，而且Q2的VDS2也必定VDS2=VON，只从体效应，还有沟道调制效应来说已经100%复制，因为Q2对Q1的100%复制，且串联电流相等，我们就可以不看Q4的VDS4是否与VDS5相等，所以输出动态电压2Von~，变大了。这里有个风险因为Q1/Q2工作在临界饱和状态，我们不想看到的，所以会牺牲一点动态范围，来确保Q1/Q2工作在饱和区，所以会把R设置大一点，到底该多大自己把握下，120%，125%等等。
优点：自偏置，减少偏置电路，输出阻抗大，比一般的输出动态范围大，精度高
缺点：动态范围还是小。

wangwenl

   

xszhu 发表于 2022-2-11 10:01
楼主这个电流镜很典型，一般书上都有很详细的解答，不过，估计你也有难处，我就说说自己的见解，希望能帮到 ...

感谢你的热心和耐心~
上午我看到回复后就自己推导了一遍，终于搞明白了。其实是很基础的内容，但是对我来说从原理到设计之间还有一道鸿沟，谢谢答主从设计的角度从头到尾的讲解~

ray666666

   

xszhu 发表于 2022-2-11 10:01
楼主这个电流镜很典型，一般书上都有很详细的解答，不过，估计你也有难处，我就说说自己的见解，希望能帮到 ...

受教了