基于改进共源共栅电流镜的第三代电流传输器
基于第三代电流传输器的滤波器设计
Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ｅ ｒ ｓ： ｔ ｅ ｔ ｉ ｅ ｅ ａｉ ｎ ｃ ｒｅ ｔ ｃ ｎ ｅ ｏ ； ｕ ｅ ｔ ｍｏ ｅ； ａ ｃ ｄ ｕ ｒ ｎ ｒｏ ； ｅ ｓｔ ｉ ｓ ｃ ｎ —ｏ ｄ ｒ ｆ ｔｒ ｈ ｈ ｒ ｇ ｎ ｒ ｔ ｕ ｒ ｎ ｏ ｖ ｙ ｒ ｃ ｒ ｎ － ｄ ｃ ｓ ａ ｅ ｃ ｒｅ ｔ ｍｉ ｒ ｓ ｎ ｉ ｖｔ ｅ ｏ ｄ ｒ ｅ ｌ ｄ ｏ ｓ ｉ ｙ； ｉ ｅ
ｇｎｒｔ ｎ ｃｒ ｎ ０ ｖｙｒＣ Ｉ ）Ｆ ｒｔｉ ｔｅ ｃｒ ｎ— ｏ ｅｃｎｉｕｕ —ｉ ｅ ｓｃｎ — ｒｅ ｌｒｓ ｕｔｒ ｗ ｉｈ ｉ ｄｒ ｅ ｅａｖ ． ｅｅａ ｏ ｕ ｅｔｃ ｎｅｏ（Ｃ Ｉ ．ｏ ｌ ｈ ｕ ｅ ｔ ｍ ｄ ｏ ｔ ｏ ｓ ｔ ｅｏ ｄ ｏｄｒｆｔ ｔ ｃｕｅ ｈｃ Ｓ ｅ ｖｄ ｒｌｔｅ ｉ Ｉ ｌ ｓ ｎ ｍ ｉｅ ｒ ｉ ｉ
来 越 重 要 的 作 用 。此 外 ， 流模 式 有 源 器 件 已被 证 实 比 常 电
一
规 的运 算 放 大 器 更 简 单 ， 作 更 方 便 。 近 年 来 ， 源 技 术 操 有
发展逐渐成熟 ， 出现 了各 种 卓 有 成 效 的设 计 思 路 和方 法 。 二 阶有源 滤波 器 已经成 为一 个标 准 的研 究课 题 ， 第 三 代 电 流 传 输 器 （ Ｃ Ｉ） 】作 为 一 个 新 的 有 源 元 件 被 引 Ｃ Ｉ ｔ Ｉ 入 ， 而 基于 Ｃ Ｉ 然 ＣＩ 二 阶 有 源 滤 波 器 研 究 成 果 较 少 。 Ｉ的 本
中 图 分 ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｌｅ ｓ ｂａ ｅ ｎ ｈｅ ｔ ｉｄ ｇ ｎ ｒ ｔｏ ｕ ｒ ｎ ｏｎ ｅ ｏ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｆｆ ｔ ｒ ｓ ｄ ｏ ｔ ｈｒ ｅ ｅ ａｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔｃ ｖ ｙ ｒ ｉ
共源共栅电流镜和普通电流镜比输出电压余度
共源共栅电流镜和普通电流镜比输出电压余度共源共栅电流镜和普通电流镜是两种常用的放大器电路结构，它们在电路设计和应用中有着不同的特点和优势。
本文将从工作原理、特点和应用等方面进行详细比较和分析。
1.工作原理：共源共栅电流镜（common source common gate current mirror）是由共源电流镜和共栅电流镜组成的电路结构。
共源电流镜的输入信号通过栅极传到之后的共栅电流镜，再经过源极输出。
普通电流镜（common source current mirror）则只包括共源电流镜，输入信号直接作用于栅极，输出信号通过源极输出。
2.特点比较：（1）共源共栅电流镜的输入电压余度较小：由于共源共栅电流镜具有共源电流镜和共栅电流镜双重反馈结构，输入电压余度较小，可以提高电流镜的线性度和精度。
而普通电流镜只有单一的反馈结构，输入电压余度较大，可能会引入更大的误差。
（2）共源共栅电流镜的输出电压余度较大：由于共源电流镜和共栅电流镜的双重反馈结构，共源共栅电流镜的输出电压余度较大，可以保持输出电流的相对稳定。
而普通电流镜输出电压余度较小，容易受到负载变化的影响，导致输出电流不稳定。
（3）共源共栅电流镜的频率响应较好：由于共源共栅电流镜的双重反馈结构，能够降低电流镜的输入和输出阻抗，提高频率响应。
而普通电流镜的频率响应相对较差。
（4）共源共栅电流镜的功耗较大：由于共源共栅电流镜多了一个共栅电流镜，存在更多的功耗。
而普通电流镜只有单个共源电流镜，功耗相对较小。
3.应用比较：（1）共源共栅电流镜：由于共源共栅电流镜具有输入电压余度小和输出电压余度大的特点，常常用于需要较高精度的电流源和电流放大器设计中。
例如，在运放、A/D转换器和低噪音放大器等应用中，共源共栅电流镜能够提供稳定的电流源和放大器增益。
（2）普通电流镜：普通电流镜更适用于一些对输入电压余度要求较小的应用，例如工作在固定电流下的电流镜等。
模拟集成电路设计期末试卷..
模拟集成电路设计期末试卷..《模拟集成电路设计原理》期末考试⼀．填空题（每空1分，共14分）1、与其它类型的晶体管相⽐，MOS器件的尺⼨很容易按____⽐例____缩⼩，CMOS电路被证明具有_较低__的制造成本。
2、放⼤应⽤时，通常使MOS管⼯作在_ 饱和_区，电流受栅源过驱动电压控制，我们定义_跨导_来表⽰电压转换电流的能⼒。
3、λ为沟长调制效应系数，对于较长的沟道，λ值____较⼩___（较⼤、较⼩）。
4、源跟随器主要应⽤是起到___电压缓冲器___的作⽤。
5、共源共栅放⼤器结构的⼀个重要特性就是_输出阻抗_很⾼，因此可以做成___恒定电流源_。
6、由于_尾电流源输出阻抗为有限值_或_电路不完全对称_等因素，共模输⼊电平的变化会引起差动输出的改变。
7、理想情况下，_电流镜_结构可以精确地复制电流⽽不受⼯艺和温度的影响，实际应⽤中，为了抑制沟长调制效应带来的误差，可以进⼀步将其改进为__共源共栅电流镜__结构。
8、为⽅便求解，在⼀定条件下可⽤___极点—结点关联_法估算系统的极点频率。
9、与差动对结合使⽤的有源电流镜结构如下图所⽰，电路的输⼊电容C in为__ C F（1－A）__。
10、λ为沟长调制效应系数，λ值与沟道长度成___反⽐__（正⽐、反⽐）。
⼆．名词解释（每题3分，共15分）1、阱解：在CMOS⼯艺中，PMOS管与NMOS管必须做在同⼀衬底上，其中某⼀类器件要做在⼀个“局部衬底”上，这块与衬底掺杂类型相反的“局部衬底”叫做阱。
2、亚阈值导电效应解：实际上，V GS=V TH时，⼀个“弱”的反型层仍然存在，并有⼀些源漏电流，甚⾄当V GS3、沟道长度调制解：当栅与漏之间的电压增⼤时，实际的反型沟道长度逐渐减⼩，也就是说，L 实际上是V DS 的函数，这种效应称为沟道长度调制。
4、等效跨导Gm 解：对于某种具体的电路结构，定义inD V I ??为电路的等效跨导，来表⽰输⼊电压转换成输出电流的能⼒ 5、⽶勒定理解：如果将图（a ）的电路转换成图（b ）的电路，则Z 1=Z/(1-A V )，Z 2=Z/(1-A V -1)，其中A V =V Y /V X 。
一种改进的共源共栅电流源的设计
（ ．ｌ ｔ ｎｃ ｐ ｒｍｅ ｔ ｕ ｈ ｕＩ ｓ ｔｔ ｆ ｒｄ １Ｅｅ ｒ ｉ Ｄｅ ａｔ ｎ， ｚ ｏ ｔｕｅ ａ ｅ＆ Ｃ ｍｍｅｃ， ｕ ｈ ｕｌ ｎ ｓ ０ ９２Ｃ ｉｅｅ ｃ ｄ ｍｙｏ ｃｏ Ｓ ｎ ｉ ｏＴ ｏ ｒｅＳ ｚ ｏ ，ａ ｇ ｕ２ ０ ；． ｈｎ ｓ ａ ｅ ｆ ｉ ｌ ５ Ａ ｉｓ ｅ ｔ ｎ＆ Ｑｕ ｒｎｉｅＳ ｚ ｏ ｌｃｒ ｅｅ ｒｈＣｅ ｔｒＳ ｚ ｏ ，ａ ｇｕ２ ５ ０ ） ｎ ｐ ｃｉ ｏ ａａ ｔ ｕ ｈ ｕＥｅｔｉ Ｒ ｓａｃ ｎｅ，ｕ ｈ ｕｌ ｎ ｓ １ １ ４ ｎ ｃ ｉ
Ａｂ ｔａ ｔＢａ ｅ ｎ ｔ ｅｂ ｓｃ ｓｒ ｃｕｒ ｆｔ ｅｍｉｒ ｒｃ ｒｅ ｔｓ ｕ ｃ ｉｃ ｔａ ｍｐ ｏ ｅ ｏ ｍｏ ｏ ｒ ｅｏ ｕｐ ｌ ｕ ｒ ｎ ｓｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏ ｈ ａ ｉ ｔｕ ｔ ｅｏ ｈ ｒｏ ｕ ｒｎ ｏ ｒ ｅｃｒｕｉ ｎ ｉ ｒ ｖ ｄ ｃ ｍ ． ｎ ｓ ｕ ｃ ｆｓ ｐｙｃ ｒｅ ｔ
十 分 稳 定 的 电流 源 。
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图１ 直流偏置对振荡器的振荡频率的影响
图２ 电流源
如 图１ 显示ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ了振荡器 的频率 随着直流 偏置 的改变而 改
ｔ ｅｃ ｒ ｅ ｔｓ ｕ ｃ ａ ｅ ｎ ｒ ｓ ａｃ ｅ ， ｉ ｕａ ｉｎ ｉ ｏ ｄ ｃ ｎ ｔ ｅＨ ｓ ｉｅａ ｈ ｕ ｒ ｎ ｏ ｒ ｅｈ ｓｂ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ａｓｍ ｌｔ Ｓｃ ｎ ｕ ｔｉ ｈ ｐ ｃ ｓＴＳＭ Ｃ ２５ ｍ ｅ ｈ ｏｏ ｙｂ ｓ ，Ｏ ｔａ ｏ ０． ｔｃ ｎ ｌｇ ａ ｅＳ ｈ ｔ
ＶＯ Ｃ 的振 荡频率 与 电流源 的 关系作 了研 究，并 以Ｔ Ｍ Ｏ２ ｍ 艺库在Ｈｐｅ 进 行 了仿真 ，确 定 了Ｍ Ｓ 的尺寸和 电流 源 Ｓ Ｃ ．５ 工 ｓｃ ｉ Ｏ管
带隙基准电压源设计
基于BiCMOS工艺的带隙基准电压源设计叶鹏1，2，文光俊1,2，蔡竟业1, 王永平2(1.电子科技大学 通信与信息工程学院，四川 成都 610054)(2.广州润芯信息技术有限公司，广东 广州 510663 )摘要：电压基准是模拟集成电路的重要单元模块，本文在0.35um BiCMOS工艺下设计了一个带隙基准电压源。
仿真结果表明，该基准源电路在典型情况下输出电压为1.16302V，在-45℃～105℃范围内，其温度系数为3.6ppm/℃，在在电源电压为3V～3.6V范围内，参考电压从.16295V～1.16308V，变化了130uV，电源电压调整率为0.0186%/V。
关键字：带隙基准电压源；温度系数；电源电压调整率；BiCMOS中图分类号 TN782 文献标识码 AA Veference Voltage Circuit Design on BiCMOSTechnologyYE Peng1,2,WEN Guang-jun1,2,CAI Jing-ye1,WANG Yong-ping2(1 School of Communication and Information Engineering, University of Electronic Scienceand Technology of China, Chengdu Sichuan 610054)(2 Guangzhou Runxin Information Technology Co. LTD, Guangzhou Guangdong 510663)Abstract：voltage reference is a critical module in analog integrated circuit.this paper design a bandgap voltage reference,the simulation result demonstrate that the output voltage is 1.16302V in typical,the temperature coefficience is 3.6ppm/℃when temperature from -45℃ to 105℃,the reference voltage is from 1.16295V to 1.16308V when power voltage 3V～3.6V,the vary Is 130uV,Keywords: bandgap voltage source;temperature coefficience;Line Sensitivity;BiCMOS1引言设计基准电路的目的就是建立一个与电源和工艺无关，具有确定温度特性的直流电压或电流。
电流镜在电流模式电路中的应用
V1
V2
I1
I2
I1
I2
N1
N2
I1N0I0源自I0I2in
M1
iout M2
Vss
(a)示意图
(b)代表符号
(c)基本电流镜电路
图2-1 电流镜基本概念
电流镜概述
实用电流镜应 该具有以下三 点基本性能：
第四页
输出支路电流I1基本与节点N2的电压V2无
壹
关,V2允许被偏置到与公共节点N0相差几百毫伏 到几伏的任何电位，即N0节点的增量输出电阻
电流镜的原理及应用
目录页
第一页
电流镜的基本理论 电流镜概述 CM在电流模式电路中的应用 总结
电流镜的基本理论
第二页
电流镜(Current Mirror)是一种信号 处理的标准部件，同运算放大器、电流 传输器、电流反馈放大器一样，使用在 模拟和数模混合模式VLSI电路中。它能 将电路中某一支路的参考电流在其它支 路中得以重现或复制[3]。由于其电流复 制能力，它常被用来构成模拟集成电路 和器件中支流偏置电流源，成为模拟集 成电路中应用最为广泛的电路技术之一。
且在很多十倍程变化范围内与电流的幅值无关，
叁
即理想电流镜是线性元件。在信号传输通路的
CMOS模拟集成电路设计第5章—电流镜
11
电流镜作负载的差动对
3、电流镜作负载的差动对
• 3.1大信号分析
– Vin1-Vin2足够负时，M1、M3和M4均关断，M2和 M5工作在深线性区，传输的电流为0，Vout=0；
– 随Vin1-Vin2增长，M1开始导通，使ID5的一部分流 经M3，M4开启，Vout增长
– 当Vin1和Vin2相当时，M2和M4都处于饱和区 从VX抽取的电流以单位增益(近似)， 由M3镜像到M4。则，
若2rO1,2>>(1/gm3)||rO3,
• 电路增益：
1
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I ss
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电流镜作负载的差动对
• 3.3 共模特性
– 电路不存在器件失配时
忽略rO1,2，并假设1/(2gm3,4)<<rO3,4,
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共源共栅电流镜
– 低电压工作（大输出摆幅）的共源共栅电流镜 如图(a)，共源共栅输入输出短接结构， 为使M1和M2处于饱和区，Vb应满足：
得到
，Vb有解
考察图(b)，所有晶体管均处于饱和区，选择合 适的器件尺寸，使VGS2=VGS4，若选择
M3~M4消耗的电压余度最小(M3与M4过驱动 电压之和)。且可以精确复制IREF。
– 当Vin1=Vin2时，电路的输出电压 Vout=VF=VDD-|VGS3|
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电流镜作负载的差动对
• 3.2 小信号分析
（忽略衬偏效应）
– 方法一
利用 • 计算Gm
得到，
gm1Vin/2
gm1Vin/2 gm2Vin/2
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电流镜作负载的差动对
• 计算Rout
共源共栅电流镜设计
共源共栅电流镜设计1.电流源的设计在共源共栅电流镜中，电流源起到了提供稳定偏置电流的作用。
常见的电流源设计有两种：单端共源电流源和双端共源电流源。
（1）单端共源电流源：单端共源电流源是一种简单的电流源设计，适用于需要低功耗和低成本的场合。
它由一个NMOS管和一个电流源组成。
其中，NMOS管的源极连接到地，栅极连接到电流源，漏极接到电流镜的漏极。
电流源可以采用电流镜、电阻、电容等形式实现。
单端共源电流源的特点是简单、易实现。
（2）双端共源电流源：双端共源电流源是一种较为复杂的电流源设计，适用于需要高精度和高稳定性的场合。
它由两个NMOS管和一个电流源组成。
其中，NMOS管的源极均连接到电流源，栅极分别连接到两个电流镜的输出。
电流源可以采用电流镜、电阻、电容等形式实现。
双端共源电流源的特点是精度高、稳定性好。
2.电路的增益（1）增加栅极电压：增加栅极电压可以提高电流镜的传导效率，从而增大电路的增益。
但是，过大的栅极电压会导致电流镜进入饱和区，从而出现非线性失真的问题。
（2）调整电流镜的尺寸：通过调整电流镜的尺寸，可以改变电流镜的传导能力，从而达到调整增益的目的。
增大电流镜的尺寸可以增大电路的增益，但是需要注意电流镜的面积不能过大，否则会影响电路的稳定性。
3.电路的稳定性稳定性是共源共栅电流镜设计中需要特别关注的问题，主要包括温度稳定性和工作点稳定性。
（1）温度稳定性：在设计共源共栅电流镜时，需要考虑电流源和电流镜的温度变化对电路性能的影响。
为了提高温度稳定性，可以采用温度补偿电路或调整电流源的设计。
（2）工作点稳定性：共源共栅电流镜的工作点稳定性主要受电流源和电流镜的参数变化影响。
为了提高工作点稳定性，可以采用反馈电路、电流源调整电路等方式进行控制。
综上所述，共源共栅电流镜是一种常见的差动放大电路，设计时需要考虑电流源的设计、电路的增益和稳定性等方面。
通过合理调整电流源、电流镜的尺寸和栅极电压，以及采用温度补偿电路和反馈电路等方式，可以实现共源共栅电流镜的设计。
共源共栅电流镜
共源共栅电流镜
电流镜是一种用于测量相位误差和幅值比的电气仪器，通常被用于监控电力系统中不同电路之间电流的同步习惯。
共源共栅电流镜是由两个反向激励之间的电缆连接而成，其结构如下：
一个反向激励是由一对负载电阻连接到一个源电容器的一个相上，另一个反向是由一对负载电阻和一个源电容器的另一个相上组成。
这些负载电阻可以在电流镜的设备板上安装，以获得更多的功率。
在此基础上，用另一个负载电阻连接到源电容器的一侧，即可以创建共源共栅电流镜。
共源共栅电流镜的最大优点是，它不会对电流测量和相位关系产生损害。
因为该电流镜通过双向激励创建，所以可以有效地测量两个电路之间的电流同步情况，从而了解检测电路间的电流相位关系。
此外，由于没有电流测量过程中的电容损耗，共源共栅电流镜也不会对电流幅值产生任何影响。
总之，共源共栅电流镜是一种用于测量两个电路之间的电流相位关系和电流幅值的仪器，从而提供最佳的监控和保护服务。
它可以用于改善电网负荷及能源利用，以及降低电力系统失速率。
此外，该电流镜还可以用于电源稳定性测试和现场控制等多种故障排除应用中。
模拟集成电路设计期末试卷word精品
《模拟集成电路设计原理》期末考试一•填空题（每空1分，共14分）1、与其它类型的晶体管相比，MOS器件的尺寸很容易按________ 比例____ 缩小，CMOS电路被证明具有_较低—的制造成本。
2、放大应用时，通常使MOS管工作在_饱和一区，电流受栅源过驱动电压控制，我们定义—跨导_来表示电压转换电流的能力。
3、入为沟长调制效应系数，对于较长的沟道，入值____ 较小 _ （较大、较小）。
4、源跟随器主要应用是起到___电压缓冲器—的作用。
5、共源共栅放大器结构的一个重要特性就是_输出阻抗_很高，因此可以做成―恒定电流源_。
6、由于_尾电流源输出阻抗为有限值_或_电路不完全对称_等因素，共模输入电平的变化会引起差动输出的改变。
7、理想情况下，_电流镜_结构可以精确地复制电流而不受工艺和温度的影响，实际应用中，为了抑制沟长调制效应带来的误差，可以进一步将其改进为—共源共栅电流镜—结构。
&为方便求解，在一定条件下可用—极点一结点关联一法估算系统的极点频率。
9、与差动对结合使用的有源电流镜结构如下图所示，电路的输入电容C in为—C F（1 - A）__。
10、入为沟长调制效应系数，入值与沟道长度成—反比__ （正比、反比）。
二.名词解释（每题3分，共15分）1、阱解：在CMOS工艺中，PMOS管与NMOS管必须做在同一衬底上，其中某一类器件要做在一个“局部衬底”上，这块与衬底掺杂类型相反的“局部衬底”叫做阱。
2、亚阈值导电效应解：实际上，V GS=V TH时，一个“弱”的反型层仍然存在，并有一些源漏电流，甚至当V GS<V TH时，I D也并非是无限小，而是与V GS呈指数关系，这种效应叫亚阈值导电效应。
3、沟道长度调制解：当栅与漏之间的电压增大时，实际的反型沟道长度逐渐减小，也就是说, 这种效应称为沟道长度调制。
4、等效跨导Gm6、N 阱:解：CMOS 工艺中，PMOS 管与NMOS 管必须做在同一衬底上，若衬底为 P 型，贝U PMOS 管要做在个N 型的“局部衬底”上，这块与衬底掺杂类型相反的N 型“局部衬底”叫做 N 阱。
共源共栅电流镜的缺点
共源共栅电流镜的缺点共源共栅电流镜是一种常用的电流放大器电路，具有一定的优点，但同时也存在一些缺点。
本文将从多个方面详细介绍共源共栅电流镜的缺点。
共源共栅电流镜的主要缺点之一是电流镜的输出电阻较高。
在共源共栅电流镜中，输出电流经过栅极和源极之间的电阻，导致输出电阻较大。
这会导致电流镜的输出电压受到负载的影响较大，使得输出电压的稳定性较差。
共源共栅电流镜的电流增益不稳定。
由于栅极和源极之间的电流经过电阻，所以电流增益会受到电阻的影响。
当电阻值有所变化时，电流增益也会相应地发生变化，导致电流镜的工作点偏离设计值，从而影响整个电路的性能。
共源共栅电流镜的温度特性较差。
由于电流镜中存在大量的晶体管，而晶体管的工作温度会对其电流特性产生较大影响。
在共源共栅电流镜中，由于电流经过电阻，电阻的温度系数也会影响电流的稳定性，从而使电流镜的温度特性较差。
共源共栅电流镜在工作时会产生较大的功耗。
由于电流镜中存在电阻，电流经过电阻时会产生一定的功耗。
当电流较大时，功耗也会相应增加，导致电流镜的效率较低。
这不仅会增加整个电路的能耗，还会导致电流镜产生较多的热量，进一步影响电路的稳定性。
共源共栅电流镜还存在电压限制的问题。
由于电流镜中的晶体管工作在饱和区，所以电压的变化会导致电流镜的偏置点发生变化，进而影响电流镜的工作状态。
因此，在设计共源共栅电流镜时需要考虑电压范围的限制，以确保电流镜能够正常工作。
共源共栅电流镜虽然具有一定的优点，但也存在一些缺点。
其输出电阻较高、电流增益不稳定、温度特性较差、功耗较大和电压限制等问题都需要在实际应用中进行合理的考虑和解决。
通过对这些缺点的充分了解和分析，可以更好地应用共源共栅电流镜，并进一步提高电路的性能和稳定性。
一款改进型AB类音频功率放大器的设计
一款改进型AB类音频功率放大器的设计韩辉;薛超耀;马任月【摘要】设计了一种全差分高增益AB类音频功率放大器。
该运算放大器利用电流抵消技术以提高增益,并采用一种改进型AB类推挽式输出级结构得到大电流驱动能力和宽摆幅。
在0.35μm CMOS工艺条件仿真得到该运算放大器在5 V电源电压下,开环增益为97.4 dB。
输出摆幅范围0.07～4.91 V,静态功耗2.96 mW,功率管的面积〈0.2 mm2,在保证一定指标的前提下节省了芯片面积。
%A fully differential OP-AMP with a high gain and a class-AB output stage is designed in this paper.The technology of eliminating the current is used to achieve a high gain and an improved Class AB push-pull output stage is used to achieve a large current ability and a wide output swing.The operational amplifier is designed and simulated in a 0.35 μm CMOS process.With a 5 V power supply,the amplifier achieves an open loop gain of 97.4 dB with an output swing of 0.07~4.91 V,and dissipates 2.96 mW.The area of the power tube was less than 0.2 Square millimeters which diminishes the area of IC enormously in the premise of guaranteeing a certain index.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2012(025)005【总页数】5页(P51-55)【关键词】音频功率放大器;电流抵消技术;AB类推挽式输出级;宽摆幅【作者】韩辉;薛超耀;马任月【作者单位】西安电子科技大学电路CAD研究所,陕西西安710071;西安电子科技大学电路CAD研究所,陕西西安710071;西安电子科技大学电路CAD研究所,陕西西安710071【正文语种】中文【中图分类】TN409随着经济发展与生活水平的提高，越来越多的便携电子设备出现。
共源共栅两级运放的三种补偿结构分析和比较
共源共栅两级运放的三种补偿结构分析和比较胡利志;乔明【摘要】提出了三种应用于两级CMOS运算放大器的米勒电容补偿结构，分析了三种结构的小信号等效电路，得到传递函数和零点、极点的位置，以此分析和实现三种结构的频率补偿。
其中两种共源共栅米勒补偿结构与直接米勒补偿结构相比，能用更小的芯片面积实现更优的运放性能，得到更大的单位增益带宽积和相位裕度，实现更好的频率特性。
通过使用0.18μm CMOS工艺对电路进行仿真，结果验证了共源共栅米勒补偿技术的优越性。
%Propose three miller capacitance compensation structures used for two-stage CMOS operational ampliifer, analyze three kinds of small-signal equivalent circuits, get the transfer function and zero and pole points and achieve the goal of frequency compensation. Compared with the traditional miller compensation, thetwo kinds of cascode miller compensation methods can achieve larger unity-gain bandwidth and phase margin and better frequency characteristic with smaller chip area. The circuits are simulated with 0.18μm CMOS process and the results show the superiority of cascode miller compensation technology.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】4页(P19-22)【关键词】米勒补偿;共源共栅;运算放大器【作者】胡利志;乔明【作者单位】电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都 610054;电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都 610054【正文语种】中文【中图分类】TN4321 引言运算放大器是许多模拟系统和混合信号系统中的一个完整部分，不同设计要求和复杂程度的运放被用来实现电路中的各种功能。
改进型共源共栅电流镜设计报告0.6um
改进型共源共栅电流镜设计报告Author: 岳生生Director: 罗广孝（讲师）【摘要】： 本文介绍0.6um CMOS 工艺设计的改进型共源共栅电流镜，利用Hspice 仿真，通过仿真图严谨、细致和全面地把这个电流镜设计过程展现给读者。
【关键字】：共源共栅、高输出电阻、低输出电压一．边界条件1.1工艺规范(1)硅晶体的一些常数硅带隙0G V 1.205V(300K)波尔兹曼常数k1.38e-23J/K本征载流子浓度(@300K)in 1.45e103cm-真空介电常数0ε8.85e-14F/cm 硅介电常数εε07.11=si 1.05e-12F/cm 二氧化硅介电常数εε09.3=ox 3.5e-13F/cm 电子电荷q1.6e-19C(2)制造工艺0.6um COMS N_WELL 3metal 1poly(3)SPICE LEVEL49 COMS 体工艺模型参数MOSFET N_channel P_channel 阈值电压0T V 0.736V-1.02V本征导电因子(跨导参数)KP119 e-62/A V51.7e-62/A V【注】：由于晶圆制造厂商提供BSIM3V3的MOS 模型，而没有直接提供以上设计参数，它们是根据BSIM3V3用户手册推荐的公式并利用晶圆制造厂商提供的BSIM3V3 MOS 器件模型参数计算出来的，其实这些公式可以从《集成电路设计与仿真》中得到，将这些公式和BSIM3V3器件模型参数罗列如下：1.2电源电压MIN：4.5V；TYP：5.0V；MAX：5.5V 1.3工作温度C︒C︒C︒MIN：0；TYP：27；MAX：100二．设计指标2.1电流比1：12.2输出电压最小值0.5V2.3输出电流变化范围5～100UA三．确定电路拓扑结构设计选择的电路拓扑结构如下图所示：立，参考Allen 的《CMOS 模拟集成电路设计》（第二版）之P106(【注】：***********************************************************************************其实也可以采用别的设计方案，比如：在＝100UA 且时，令MN2、MN3同时工作在in I OUT OUTMIN V V =临界饱和区，则：23DS DS OUTMINV V V +=OUTMINV ⇒=，为了使版图面积最小化，令，OUTMIN V ⇒+=23(/)(/)W L W L =OUTMINV =，……，后续的计算和刚开始讨论的方案类似，读者可以自己展开。
电流镜的原理及应用毕业论文.doc
Abstract：The paper studies the principle and improvements of CMOS current controlled conveyor. Regardless of the size of the signal, CMOS current controlled conveyor always provides higher voltage gain under wider bandwidth than the corresponding bandwidth operational amplifier and has the power adjustable features.The circuit used widely by scholars is the traditional CCCⅡproposed by Fabre and it consists of translinear loop and the basic current mirror circuit.However, the weakness of the basic current mirror circuit is low transmission precision, low output impedance and no current negative feedback circuit. Therefore，the paper presents a CMOS current controlled current conveyor based on cascode current mirror. The improved CCCⅡcircuit is constructed by a translinear loop and cascade current mirror. Compared with CCCⅡbased on the basic current mirror, the improved CCCⅡcircuit has the following merits: high output impedance, high current transfer accuracy. Performance principle of the circuits is analyzed and experiment results are given. The results of experiment verify the feasibility of the improved CCCⅡ.
一种改进的共源共栅电流源的设计
收稿日期：２０１０－０８－０９ 修回日期：２０１０－０９－０５ 基金项目：苏州经贸职业技术学院一般自然科学资助项目（ＪＭＹＺ０９０３）。 作者简介：徐进（１９７２－），男，硕士，副教授，研究方向为电子与通讯的教学和研究工作。
01
图３ 镜像电流源提供的偏置电流对中心频率的影响
（下转第１７页）
02
开发应用
散、破碎、遇水成泥，易塌方，初期支护施作以后，围岩 变形大，且长期不收敛，为解决该软弱围岩炭质片岩段的 施工难题，确保工程质量、工期和施工安全，经多次论 证，最后采用三台阶不留核心土法施工，施工工序及步长 见图１，支护设计参数为φ４２超前小导管，间距３０ｃｍ；Ⅰ ２０型 钢 钢 架 ， ２ 榀 ／ ｍ ， 拱 部 设 φ ２ ２ 系 统 砂 浆 锚 杆 ， 长 度 ３．０ｍ，间距１００×１００ｃｍ，挂设φ６．５、φ８钢筋网，网孔间 距２０×２０ｃｍ初期支护计；二次衬砌为厚度５０～７７ｃｍ、主筋 φ２５的钢筋砼。由于施工中合理采用了三台阶不留核心土 开挖方法及支护参数，有效地控制了隧道大变形。某隧道 全长４４８０ｍ，隧址区大部分地质条件为Ⅴ级加强围岩，该段 围岩为灰黑色炭质片岩，岩质较软，断口发亮，有绢丝光 泽，手摸光滑，围岩破碎，裂隙发育，围岩整体受力性能 极差。开挖时无地下水，但不久即出现滴水，甚至涌水， 且岩层遇水膨胀，泥化呈淤泥状。初期支护施作以后，围 岩变形大，且长期不收敛，经发复论证，最后采用三台阶 七步平行流水作业开挖法施工。施工中加强监控量测工 作，根据量测结果，按照“石变我变”的思路，及时调整 支护参数，进行信息化施工管理。软弱围岩炭质片岩段监 控 量 测 每 ３ｍ设 一 观 测 断 面 ， 大 变 形 段 每 ２ｍ设 置 一 观 测 断 面，测量频率为每天测量１次，典型断面周边收敛结果见图 ２。从图２可知，该开挖施工方法能有效控制围岩稳定，支 护参数合理。某隧道全长２３１０ｍ，最大埋深１９４ｍ，隧道软弱 围岩段为变余砂岩，岩质较软，呈薄层状结构，受构造影 响，岩体节理裂隙发育，围岩较破碎，遇水易软化，自稳 能力差，变形时间较长，变形量较大，经发复论证，最后 采用三台阶环形导坑预留核心土法开挖。开挖前超前钻孔 对工作面前方围岩进行超前地质预测预报。上部弧形导坑 采用人工风镐开挖弧形导坑，必要时辅以弱爆破，中下台 阶及仰拱采用控制爆破开挖。各部开挖后及时封闭掌子 面，网喷、锚杆、格栅钢架联合支护作业。拱脚、中下导 墙角增设锁脚锚杆，初期支护及时成环。核心土距拱顶开 挖 面 １．５ｍ， 坡 脚 距 拱 脚 开 挖 ２．５ｍ。 开 挖 下 台 阶 应 交 错 开 挖，尽量避免左、右侧同时开挖。该法上部留核心土支挡
改进型折叠式共源共栅运算放大器电路的设计
改进型折叠式共源共栅运算放大器电路的设计殷万君;白天蕊【摘要】In the telescopic cascodeand folded cascode operational amplifier, the folded cascode operational amplifier with high output swing and low bias voltage is widely used. However, these advantages are at the expense of a larger power consumption and lower current utilization rate. In order to improve the current utilization rate, an improved folded cascode operational amplifier was designed. The improved folded cascode operational amplifier can significantly improve transconductance, slew rate and noise performance at the same voltage and load. The simulation results show that under the same power consumption and area condition, the gain bandwidth and slew rate of the improved folded cascode operational amplifier is 3 times as that of the original folded cascode operational amplifier.%在套筒式共源共栅、折叠式共源共栅运放中,折叠式共源共栅运算放大器凭借较大的输出摆幅和偏置电压的较低等优点而得到广泛运用.但是,折叠式的这些优势是以牺牲较大的功耗、较低的电流利用率而换取的.本文以提高电流利用率为着手点设计了一种改进的折叠式共源共栅运算放大器,在相同的电压和负载下改进的折叠式共源共栅运算放大器能显著提升跨导、压摆率和噪声性能.仿真结果表明在相同功耗和面积的条件下,改进的折叠式共源共栅运算放大器的单位增益带宽和压摆率是折叠式共源共栅运放的3倍.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)020【总页数】3页(P167-168,172)【关键词】套筒式共源共栅;折叠式共源共栅;电流利用率;偏置电压【作者】殷万君;白天蕊【作者单位】西南交通大学信息科学与技术学院,四川成都 610031;西南交通大学信息科学与技术学院,四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】TN722-34运算放大器(简称运放)是模拟电路的一个最通用的单元。
基于电流补偿电流镜的改进型电流控制电流传输器
基于电流补偿电流镜的改进型电流控制电流传输器胡许光;王卫东;陈培腾;刘晨光【摘要】提出了一种基于新型电流补偿电流镜的改进型CMOS电流控制电流传输器,电路由电流补偿电流镜和跨导线性环构成.相对于以往提出的电流控制电流传输器,该电路具有更高的电流跟随精度以及Z端输出阻抗.采用SMIC 0.18 μm CMOS 工艺参数,在±1.2V的供电电源条件下,用Spectre对电路进行仿真.结果表明:在50μA的偏置电流下,电流的跟随精度为1.004,-3 dB带宽为200 MHz,Z端阻抗为2 MΩ.经验证,该电路可用于设计可调谐连续时间电流模式滤波器.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2015(034)003【总页数】4页(P41-43,46)【关键词】电流补偿电流镜;跨导线性环;电流控制电流传输器;电流模式滤波器【作者】胡许光;王卫东;陈培腾;刘晨光【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TN432众所周知，电流控制第二代电流传输器广泛应用于电流模式电路，但到现阶段，国内外学者采用的多为传统的CCCII，其传输精度以及输出阻抗都不是很高[1]，限制了电路的应用。
一些文章针对传统的CCCII做了一些改进，例如参考文献[2]采用共源共栅电流镜提高电路的性能，但共源共栅电流镜需要消耗较大的电压余度。
因此，本文针对以往CCCII的缺陷做了改进，采用具有高精度、高输出阻抗的电流补偿电流镜提高CCCII的性能，使改进的CCCII在较低的电压下具有更高的传输精度以及输出阻抗，并将改进电路应用于可调电流模式滤波器设计。
图1为基本电流镜与新型电流补偿电流镜[3-5]的电路图，对于新型电流镜，当输出电压增加时，由于沟道调制效应，输出电流会增加，这样VGS3会增加，M3会吸收一部分误差电流，导致M1的电流减小，从而减小M2管的电流误差，同理当输出电压比较小时，输出电流会减小，M4的电流增大，M4的电流流入M1，M1电流增大，从而弥补了M2管由于沟道调制效应减小了的那部分电流。
改进型电流镜积分红外探测器读出电路设计
改进型电流镜积分红外探测器读出电路设计
李伟;赵毅强;孙权;檀柏梅
【期刊名称】《激光与红外》
【年(卷),期】2009(39)1
【摘要】介绍了一种基于电流镜积分(CMI)的红外探测器的读出电路,运用宽摆幅自偏置电流镜结构对CMI电路进行了改进,该结构由宽摆幅自偏置P型折叠共源共栅电流镜与N型电流镜反馈结构组成,在提高电流镜工作稳定性的同时,基本读出单元功耗降低了3.3μW.详细分析了电路的结构、工作原理和设计过程,并采用Chartered 0.35μm工艺进行了功能仿真和版图设计.结果表明,该改进型电路结构可以实现从30pA到4.5nA的积分,精度达到9位.
【总页数】4页(P70-73)
【作者】李伟;赵毅强;孙权;檀柏梅
【作者单位】天津大学专用集成电路设计中心,天津,300072;河北工业大学微电子研究所,天津,300130;天津大学专用集成电路设计中心,天津,300072;天津大学专用集成电路设计中心,天津,300072;河北工业大学微电子研究所,天津,300130
【正文语种】中文
【中图分类】TN215
【相关文献】
1.基于电流镜积分的红外探测器读出电路设计 [J], 夏建宝;单慧;戴姗姗;罗向东
2.采用电流镜积分读出电路的X射线图像传感器 [J], 张文普;袁祥辉;潘银松;吕果
林;黄友恕
3.新型电流镜积分红外量子阱探测器读出电路的设计分析 [J], 康冰心;李煜;白丕绩;刘会平;王博
4.基于电流镜的同步积分模式双色读出结构设计 [J], 刘非;丁瑞军
5.基于电流镜的同步积分模式双色读出结构设计 [J], 刘非;丁瑞军
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光敏二极管暗电流消除电路
光敏二极管暗电流消除电路
光敏二极管暗电流消除电路是一种用于消除光敏二极管中暗电流的电路。
暗电流的存在会对使用光敏二极管的电路产生不利影响，因此需要在电路中设置暗电流消除电路，以抵消暗电流的影响。
目前使用最广泛的光敏二极管暗电流消除电路主要是采用共源共栅结构电流镜来消除暗电流。
这种方案中，使用一对电流镜可以消除一个单位电流，并联使用n个，则可以消除n个单位电流。
通过设置电流镜组数，例如设置成1、2、4、…2n-2、2n-1，则可通过n组开关实现1-2n之间的电流变化。
然而，现有的光敏二极管暗电流消除电路仍存在一些缺陷，例如电路结构复杂、成本高昂等。
因此，有人提出了一种新型的光敏二极管暗电流消除电路，通过利用巧妙的结构设计克服现有技术的缺陷。
这种新型电路包括第一电流源、第二电流源、第三电流源和第四电流源，耦接至电源电压和接地电压之间，提供参考电流；还包括第一运算放大器、第一MOS 晶体管、第二MOS晶体管、第二运算放大器和一电阻。
总之，光敏二极管暗电流消除电路是一种重要的电路，可以有效抵消光敏二极管中的暗电流，提高光敏二极管的使用效果。
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电压和电流的频率响应分别，电压Vx/Vy，Iz+/Ix，Iz-/Ix的f-3 db的截止频率分别为183.2 MHz、103.4 MHz、93.4 MHz。
由于在实际中CCIII的阻抗Zz+、Zz-和Zy不可能为无穷大，而Zx不可能为零，因此，考虑到电流电压量相对于理想值的偏移，各端口偏差系数为α=Iy/Ix，β=Vx/Vy，γ=Iz+/Ix，δ=Iz-/Ix。所有仿真结果见表1。
电流传输器和单增益放大器被模拟设计人员大量使用，特别是在信号处理应用和有源网络结合方面[1]。电流传输器是继运算放大器之后出现的一种功能强大的标准部件，将其与其他电子元器件组合起来可以十分简便地构成各种特定的电路结构。FABRE A在1995年，提出了基于CCII结构的CCIII[2，3]，CCIII可以被视为一个单增益的电流控制电流源电路。 由于第三代电流传输器是一种电流模式电路，在精度、带宽和转换速率等方面均优于传统电压型运算放大器（VOA）。CCIII由此应用于实现多种多功能滤波器及电感模拟和全通部件方面。CCIII采用基本电流镜，由于基本电流镜的线性度有限且输出阻抗较低，使得DC和AC性能偏低。优点是低增益误差，高线性度和较宽的频率响应，而且Z端口的输出阻抗较高。 本文在原有CCIII电路的基础上，改进电流镜结构，应用共源共栅电流镜和改进共源共栅电路组成的电流镜，后一种电流镜具有较大的输出阻抗和良好的线性，基于这两种电流镜结构提出了一种新型的CCIII双输出CMOS实现电路，仿真结果显示该电路具有良好的线性，Z端口有很高的输出阻抗和较好的输入输出电流增益。1 电路设计1.1 第三代电流传输器基本电路 理想双输出第三代电流传输器的电路符号，式（1）为其理想端口特性矩阵[4]。矩阵中的正号表示电流流进Z端，负号表示电流流出Z端口，用此来区分CCIII+和CCIII-。 由图1和式(1)可以看出，CCIII是一个四端口器件，端口X、Y均为电流输入端，且电流方向相反。X端口的电压跟随Y端口电压，Z+端口和Z-端口的电流均跟随X端口的电流。
Байду номын сангаас
目前电流传输器已发展到第三代。本文在CCIII基本电路的基础上，提出了一种基于共源共栅电流镜和改进共源共栅电流镜的新型电流传输器，该电流镜能明显增大Z端口的输出电阻，提高电流线性。本文采用TMSC 0.35 μm工艺，应用HSPICE对改进后的电路进行仿真。仿真结果显示电路的输出电阻明显增大，电压和电流线性度和增益精度也有很大改善。
基于改进共源共栅电流镜的第三代电流传输器
摘 要： 第三代电流传输器CCIII（The Third Generation Current Conveyor）的基本模型由于采用基本电流镜，使得电路的DC和AC性能偏低。本文采用不同于原电路的电流镜结构，应用共源共栅电流镜和改进共源共栅电流镜(改进共源共栅电流镜具有较大的输出阻抗)提出了一种高性能电流传输器电路结构。关键词： 电流传输器；电流模式；共源共栅电流镜
图3（c）的校准共源共栅电流镜[7]和图3（d）的改进共源共栅电流镜很容易调节。电路的输入电压摆幅都很大，类似于最简单的双晶体管电流镜。图3（c）中，M2的漏源电压VDS2基本保持不变，这是因为VGS3基本上保持不变。由于VGS1=VDS1，VDS1随Iin的增加而增加，反之亦然。由于VDS2不变，无法忽略的沟道长度调制效应使得Iout的变化小于Iin，故Iout/Iin的比率是Iin的单调递减函数。 在图3（d）中，M3和M4之间的栅电压基本上保持不变是因为稳定电流Io驱动VGS2时保持稳定。当M4的宽长比比M3的宽长比大得多时，VGS4的变化远远小于VGS3的变化，而此时M3的耗尽层电压随M1的耗尽层电压的变化而变化。因此，该图中Iout/Iin的比率基本保持不变，即Iout变量接近Iin变量的各种值。为此，图3（d）改进共源共栅电流镜中的电流传递函数比图3（c）校准共源共栅电流镜中的电流传递函数更线性化。1.3 基于改进共源共栅电流镜的CCIII 为了进一步提高电路的性能，在基于基本电流镜的CCIII电路的基础上提出了基于共源共栅电流镜和改进共源共栅电流镜的CCIII电路。具体电路。
该传输器基于共源共栅电流传输器和4个改进共源共栅电流镜(M18，M27，M34，M29，IREF1)和(M20，M32，M36，M30，IREF2)(M17，M21，M33，M23，IREF1)以及（M19，M26，M35，M24，IREF2）组成，输入端X、Y的电流分别经输出级晶体管(M19，M20，M26，M32)和(M17，M18，M21，M27)传输到Z+和Z-。 图4中晶体管M33、M34、M35、M36扮演的角色和图3（d）中的M2是一样的，从图4可以看出，传输器电路的电流镜传输信号只沿一个方向，传输器也没有内部频率补偿电容，故电路中的电容比普通传输器电路的电容小得多。2 电路仿真 本文采用TMSC 0.35 ?滋m CMOS工艺，电源电压VDD=2.5 V，VSS＝-2.5 V，应用Hspice在LEVEL49模型参数下对图4中的电路的主要特性参数Vx/Vy和Iz/Ix，输出电阻等都进行仿真。 电压和电流的直流传输特性分别。图5(a)中从端口Y输入电压，从端口X输出电压。X端带有负载电阻，输出端Z接地。仿真结果显示在-1.5 V～1.3 V范围内Vx和Vy线性度较好。图5(b)中端口X和Z短路。从仿真结果可以看出，Iz+max=1.5 mA，Iz+min=-1.5 mA，Iz-max＝1.3 mA，Iz-min=-1.4 mA。
CCIII的基本实现电路，它由4个基本电流镜(M5，M6)(M7，M8)(M13，M14)(M15，M16)和晶体管（M1-M4，M9-M12）组成，输入端X，Y的电流分别经输出级晶体管M19-M20和M17-M18传输到Z+和Z-。两端口Z+和Z-的输出电阻如式（2）：
可见，CCIII基本电路的输出阻抗是一个有限值，取决于输出级MOS管的输出电阻。CCIII的基本结构模型在10 MHz频率范围内虽然拥有很好的电压和电流跟随特性，但作为电流模式电路，其Z端口的输出阻抗偏低，只有几千欧，实际应用中需要外接高阻值电阻完成电流到电压的转换。这种现象可以通过改变CCIII电路结构提高输出电阻的方法加以改善。1.2 高输出阻抗电流镜 图3列出4个选择源电路。图3（a）的共源共栅电流镜在M4进入三极管区域之前需要较大的输入电压（VGS1+VGS3）[5]，图3（b）的威尔逊电流镜[6]两端的最小允许电压与共源共栅电流镜两端的最小允许电压相近，比其小一个MOS管的开启电压。其他两个共源共栅电路需用较低的电源电压 ，其中输入电压等同于单晶体管（M1）的栅源电压。使用图3（a）电路的弊端是它可能在晶体管进入三极管区域之前降低输出信号幅度的最大值，而图3（b）威尔逊电路的缺点是它的输出电阻约为共源共栅电流镜的一半。由于这个原因，共源共栅电流镜一般比威尔逊电流镜更受欢迎。