亚阈值电流镜的MC分析

xduic

                               
登录/注册后可看大图

如图所示，我搭建了一个亚阈值的电流镜，假设我现在有一个10nA的电流模基准输入，我现在对这个电路做MC仿真，仿真process+mismatch，结果发现偏差很小，σ/μ大概为5%左右。但是网上查阅了相关资料，说亚阈值的电路不是很稳，那么偏差不应该这么小。请问是仿真设置有问题还是对于电流镜他可以自偏置呢？求助大佬回答，如果有参考文献更好了。

acging

电流镜5% per sigma已经挺大了，不知道你的期望是多少。
另外，亚阈值区的匹配并不差，至少跟饱和区差别不大，求教所谓的不稳是什么缘由。

xduic

acging 发表于 2024-12-19 13:55
电流镜5% per sigma已经挺大了，不知道你的期望是多少。
另外，亚阈值区的匹配并不差，至少跟饱和区差别不 ...

网上看了一些说法，说亚阈值的失配偏差会很大，所以有这个不稳的疑问，感谢您的回答

luminedinburgh

acging 发表于 2024-12-19 13:55
电流镜5% per sigma已经挺大了，不知道你的期望是多少。
另外，亚阈值区的匹配并不差，至少跟饱和区差别不 ...

失配可以粗略估计为两部分构成，geometry 和 threshold-voltage，前者反比于 sqrt(width*length)；后者弱反型下IV特性是指数关系，相比强反型的平方律关系，id sensitiveity to vth提高 匹配变差

luminedinburgh

把6/2改成0.5/24，面积不变，我猜失配会小一半吧

VincentLsy

失配多数情况被阈值电压失配决定，对应在电流镜里就是gm*Δvth，因此电流失配还得看gm大不大，亚阈值gm基本和电流相关吧，现在电流只有10nA，gm应该也没多大。如果大电流下的亚阈值电流镜，失配应该会更大点，我感觉是这样

xduic

VincentLsy 发表于 2024-12-19 15:25
失配多数情况被阈值电压失配决定，对应在电流镜里就是gm*Δvth，因此电流失配还得看gm大不大，亚阈值gm基本 ...

对表达式进行泰勒展开的话，应该是gm/Id吧，另外ΔVth是否跟自身的阈值电压有关呢，比如低阈值或者高阈值晶体管的ΔVth会更大或更小，感谢您的回答

VincentLsy

xduic 发表于 2024-12-19 15:39
对表达式进行泰勒展开的话，应该是gm/Id吧，另外ΔVth是否跟自身的阈值电压有关呢，比如低阈值或者高阈值 ...

刚去看了下tsmc的参数，lvt管子的Avth应该更大点

迷路大脸猫

别盲目相信网上。先看工艺手册，有各个器件的Vth的标准差关于尺寸的曲线，拿到你的Avth系数，然后算出电流比失配，在跟仿真结果比较。重点是要自己算。