电路图
2.改进型威尔逊恒流源
电路图
因为 当 则有 因此
2.改进型威尔逊恒流源
根据饱和萨式方程
Байду номын сангаас
电路图
当 可达到
2.改进型威尔逊恒流源
特点
在威尔逊恒流源的基础上，很好的消除了沟道长度调制效应 是一个精确的比例电流源
电路图
CONTENTS
三、多MOS并联均流的高稳定恒流源 汇报人：
1. 结构
[1]
动态误差
作为负载电路的输入，电流镜的输出端即M2 管的漏端的电位受到外电路的影响，是经常变 化的，在沟道长度调制效应影响下，M2管的 输出电阻有限，因此M2管交流输出时，输出 电流变化，即产生交流误差。
3.基本电流源的误差分析
改善措施
① 保持宽长比的同时适当增加沟道长度
优点：最小工作电压不变，结构简单
使用高性能运放
3.误差消除
MOS并联振荡 MOS的栅源、栅漏之间存在等效电容，MOS的开启和关闭过程 实际上就是对寄生电容的充电放电过程。[3]
串联补偿电阻
串联铁氧体磁珠
事先筛选 [4]
4.参考文献
[1]张存凯, 李正坤, 陈乐, et al. 多 MOSFET 并联均流的高稳定度恒流源研究[J]. 电测与仪表， 2016;(12):81. [2]沈惠平, 张会芳, 辛秀梅. 并联运动机械误差建模及校正技术的最新进展[J]. 中国机械工程 ， 2008;(1):120. [3]范进秋，莫锦秋，王石刚．一种桥式拓扑结构下MOSFET高速驱动电路叨[J]．电力电子技 术，2010，44(3)：77—81． [4]赵跃华, 王凯. 功率MOSFET寄生振荡的研究[J]. 电子设计工程, 2013;(24):118. [5]段九州, 王志新. 最新电子电路大全 第4卷 功率输出与电源供给电路. 中国计量出版社; 2008. [6]苏黎, 伍莲洪, 尹浩. 一种带自动消除运放失调的高精度基准电压源设计[J]. 电子制作 , 2014;(23):12. [7]
误差来源
电源、工艺、 温度等
静态误差
电流比值 Io ：Ir 的精确性
动态误差
输出电流的恒流性
工艺误差
沟道宽长比偏差
阈值电压失配
环境温度的影响 IDS负温度系数
3.基本电流源的误差分析
静态误差
由于沟道长度调制效应的存在，不同的VDS将 使得两个管子的漏电流不同，从而使输出电流 和参考电流比值产生变化，出现静态误差。
CONTENTS
二、威尔逊电流镜
汇报人：
1.威尔逊恒流源
电路图
因为 而 所以 所以 M1一定工作在饱和区
1.威尔逊恒流源
根据饱和萨式方程 可以得到输出电流
电路图
1.威尔逊恒流源
交流小信号等效电路
电路图
设外加电压Ut,电流为It 其中 联立得 移项得
1.威尔逊恒流源
特点
与基本镜像电流源结构相比，具有更大的输出阻抗 只采用了三个MOS管，结构简单 但是M1与M2源漏电流仍不相同，存在沟道长度调制效应
缺点：沟道长度变化小时调制系数变化小，长 度变化 大时会增加等效输出电容，而且面积大
② 使用共源共栅电流镜
优点：结构简单，使输出阻抗增大到
原来的
倍，达到
缺点：减小了输出端的电压裕度
3.基本电流源的误差分析
沟道宽长比偏差
设计电流镜版图时，需要考虑横向扩散和氧化 层侵蚀对MOS沟道长宽的影响。横向扩散(DL) 会缩短有效沟道宽度；氧化层侵蚀会缩短有效 沟道长度。
NMOS基本电流镜
PMOS基本电流镜
2.基本电流源的工作原理
基本原理（以NMOS电流镜为例）
如果两个相同MOS管的栅——源电压 相等，则他们的漏源电流也应相等。
3.基本电流源的性能指标
① 电流源的等效输出阻抗ROUT
② 电流源正常工作时的最小电压Vmin
4.基本电流源的误差分析
沟道长度调 制效应
基于MOSFET的恒流源研讨
CONTENTS
一、基本MOS恒流源介绍 二、威尔逊电流镜 三、多MOS并联均流的高稳定恒流源 四、一种PVT变化减小的65nm CMOS恒流源 五、基于单片机的数控恒流源系统设计 六、温度与工艺误差消除的恒流源设计
CONTENTS
一、基本MOS恒流源介绍
汇报人：
1.基本电流源的结构
3.基本电流源的误差分析
阈值电压失配
阈值电压值对电流镜的整体精度有
很大的影响。若阈值电压失配值均
分在M1管和M2管上(均为
)，
则受阈值电压失配的影响，两管漏
电流比值将产生变化。
由此可知，阈值电压失配会导致电 流相差很大。因此，MOS管间距较 大时，因阈值电压失配引起的电流 偏差会十分严重。
3.基本电流源的误差分析
改善措施
① 电流镜布局时放在一起减 小阈值电压失配引起的的 电流偏差
② 对精度要求较高时，电流镜必须交叉匹配， 以减小阈值电压失配产生的影响
交叉匹配就是在布局时形成对称。如要求A、B管交 叉匹配，则把两管拆成2个(或更多个)，然后按ABBA 或BAAB布局，总之，使其在空间上对称。
4.参考文献
[1]模拟电子电路基础.堵国梁 [2]VLSI设计基础(第三版).李伟华 [3]模拟CMOS集成电路设计.拉扎维 [4]基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计(第3版).赛尔吉欧.弗朗哥 [5]模拟电子技术(美).Robert L.Boylestad [6]半导体集成电路(第二版).朱正涌 [7]模拟集成电路设计(第二版).(美)Phillip E.Allen,Douglas R.Holberg著;冯军, 李智群译 [8]恒流源及其应用电路.陈凯良,竺树声 [9] Design of Analog CMOS Integrated Circuits(Second Edition).Behzad Razavi [10] CMOS VLSI Design A Circuits and Systems Perspective(Fourth Edition).Neil H.E.Weste,David Money Harris [11] CMOS Circuit Design Layout and Simulation(Third Edition).R.Jacob Baker [12]新概念模拟电路 晶体管.西安交通大学电工电子中心 杨建国
1. 结构
优势：
在输出电流达到30A的情况下 依旧有优于5ppm的稳定性
2. 工作原理
2. 工作原理
随机误差
电流分配
ＭＯＳ的 ＲＤＳ有正温度系数 分流较大的器件会因为电流的热效 应使结温升高，使得 ＲＤＳ增大，从 而减小电流
3.误差消除
沟道长度补偿 不需要消除
温度
微控制器+温度传感器+风扇
运放零漂
改变
电流比值改变
3.基本电流源的误差分析
改善措施 ① 如果两个管子宽长比相等，则应尽量使他们的宽长分别相等
3.基本电流源的误差分析
② 整数倍比例电流镜版图设计时， 将大MOS管拆成多个与小MOS 管宽长分别相等的小MOS管进 行布局
3.基本电流源的误差分析
③ 非整数倍比例电流镜版图设计时，使两个MOS管宽度相等， 改变长度匹配，或使长度相等，改变宽度匹配