高输出阻抗电流镜设计：超越传统性能

"本文主要探讨了一种新型的大电流高输出阻抗电流镜设计，该设计在分析了基本电流镜和DMCM（Dynamic Matching Current Mirror）电流镜的基础上进行优化，旨在提高电流镜的输出阻抗和匹配精度，以满足高输出电流的需求。" 电流镜是一种在模拟集成电路中至关重要的基础单元，它可以复制并保持电路中某支路的电流恒定，减少了由于电压波动和温度变化带来的误差。传统电流镜，如简单的共源共栅结构，虽然提高了输出阻抗，但在实际应用中仍存在电流复制精度不高和输出电压摆幅受限的问题。 基本电流镜由两个相同的MOS管组成，通过保持它们的栅源电压一致来确保相同的漏源电流。然而，这种结构的输出阻抗较低，且因漏源电压的微小差异导致电流复制不准确。共源共栅电流镜的输出阻抗有所增加，但VDS1=VDS2的条件难以保证，影响了电流匹配精度。此外，其输出电压要求高于特定阈值，限制了电压摆幅。 DMCM电流镜引入负反馈机制，通过M3、M4和M6的组合提升了输出阻抗。通过调整M4和M6的宽长比，理论上可以实现M1和M3的漏源电流匹配。然而，由于PMOS和NMOS管跨导随输入电流变化速度不一致，当Iin改变时，维持VD1=VD3的条件难以维持，导致高精度电流匹配的困难。此外，为了保证M4的工作状态，输出电压必须大于一定的值。 为了克服这些挑战，文章提出的新型电流镜设计目标是进一步提高输出阻抗和匹配精度，以适应大电流需求的应用场景。这种设计可能包括改进的反馈机制，更精确的电流控制以及优化的MOS管尺寸配置，以减小跨导变化对匹配精度的影响，同时拓宽输出电压的可用范围。 这篇论文的核心是探索如何在电流镜设计中平衡输出阻抗、电流复制精度和输出电压摆幅，以适应高输出电流的应用需求，为模拟集成电路设计提供更优的解决方案。通过理论分析、仿真和实验验证，作者可能会展示这种新型电流镜在实际应用中的优越性能。