基本镜像,威尔逊镜像,比例镜像电流源,微电流源电路(笔记19)

360影视 动漫周边 2025-09-07 08:51 2

摘要:有人把电流镜比作这条河的闸门,闸门一开,毫安、微安、纳安各走各的道,可一旦闸门歪了,整条河就乱套。

“一颗指甲盖大小的芯片里,藏着一条看不见的河。

有人把电流镜比作这条河的闸门,闸门一开,毫安、微安、纳安各走各的道,可一旦闸门歪了,整条河就乱套。

最近某国产音频DAC流片失败,工程师追了三天三夜,最后发现就是威尔逊电流镜里一颗晶体管尺寸跑偏0.1微米,底噪飙了6 dB。

听起来玄乎?

其实每天都在发生。

先说最朴素的“两兄弟”电路。

Q1把自己集电极和基极绑在一起,等于举手投降:“我干脆当二极管吧。

”Q2在旁边照抄,电流一比一复制。

简单粗暴,但β一旦掉链子,镜像就糊。

更要命的是,想要1 mA,电阻得小;想要1 µA,电阻得大到离谱,版图里根本塞不下。

于是拉来老三Q3。老三干的是苦力活:把基极漏掉的电流再塞回去。

β变化被吃掉一半,精度立起来。

代价是多一个管子,面积涨一点,可比起重新流片,这点面积简直白菜价。

威尔逊电流镜则像给闸门加了弹簧。

Q1、Q2被钉死在固定压降上,Early效应想抬头?

负反馈直接把它按回去。

实测里,输出阻抗能从几十kΩ跳到几MΩ,温漂也被顺手削掉一截。

做ADC的哥们儿最爱它,毕竟LSB不容开玩笑。

有人偏不按1:1抄作业。

比例镜在发射极塞两只不同电阻,电流像调音阶一样随意缩放。1:5、1:10,只要算好阻值,版图里排排坐。

微电流镜更绝,用几百欧的“小”电阻榨出几百纳安,低功耗芯片就靠它吊着一口气。

别光看静态指标。

高速ADC里,电流镜的阶跃响应要是慢半拍,采样瞬间直接崩。

噪声、PSRR、寄生电容,哪个掉链子都能让“完美曲线”变心电图。

折叠式、宽摆幅、倍流镜……名字花哨,核心都是给不同场景开外挂。

温度是永远的反派。

硅的Vbe每升高1 °C掉2 mV,电流镜跟着打摆子。

有人堆补偿电路,有人干脆换砷化镓,甚至有人把管子做成八边形对称布局,赌的就是工艺偏差互相抵消。

听起来像玄学,流片回来一看,还真灵。

说到底,电流镜不是教科书里那几行公式,而是工程师和工艺之间的拉锯战。0.1微米的偏差、1 °C的温升、一根多出来的金属线,都可能让“完美镜像”变成哈哈镜。

下次再听到某芯片底噪莫名超标,别急着骂算法,也许只是闸门没对齐。

来源:李哥说山水

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