模拟集成电路技术：开关电流镜分析

"开关电流镜-2021年1-2月中国化妆品行业运行数据监测双月报" 本文主要探讨的是模拟电子技术中的一个重要概念——开关电流镜，它是现代模拟集成电路技术的一部分。开关电流镜，又称为动态电流镜，是一种在集成电路设计中常见的电流源。这种电路利用开关元件（通常是MOSFET或BJT）来控制电流的流动，以复制或镜像一个参考电流。在图8—11中，电路由两相时钟φ1和φ2驱动，通过开关元件iD0和iD1控制电流路径，以实现电流的精确复制。 在模拟集成电路中，开关电流镜有以下几个关键知识点： 1. 时钟驱动：φ1和φ2代表的两相时钟信号是控制开关元件状态的关键，它们交替导通和截止，使得电流能够在预定的时间段内流动或被切断，以此来稳定电流的镜像。 2. 开关元件：通常使用BJT或MOSFET作为开关，这些元件在时钟信号的控制下改变导通状态，决定电流路径，确保电流的准确复制。 3. 电流镜原理：电流镜的目的是产生一个与参考电流iA相同的输出电流io。通过调整开关元件的特性，可以实现电流的精确复制或比例调整。 4. 共源共栅配置：在某些设计中，开关电流镜可能采用共源共栅结构，以提高电流复制的精度和稳定性。 5. 应用：开关电流镜在模拟集成电路中广泛用于电流基准源、运算放大器、比较器和数据转换器等电路，因为它能提供稳定的电流，对于线性电路和数字电路的设计都至关重要。 6. 半导体物理基础：理解开关电流镜的工作原理需要一定的半导体物理知识。例如，二极管、晶体管（如BJT和MOSFET）的原理，以及半导体材料（如硅、锗）的导电性质，包括温度、光照和杂质掺杂对其导电性的影响。 7. 共价键结构：在半导体材料中，原子间的共价键决定了电子的运动方式。在纯净的单晶半导体中，如本征硅，价电子通过共价键固定，不能自由移动，但在特定条件下，如在PN结处，电子可以跨越共价键，参与导电，这是二极管和晶体管工作基础。 开关电流镜是模拟集成电路设计中的重要组成部分，涉及到半导体物理、晶体管工作原理等多个方面的知识。深入理解这些概念有助于设计和分析复杂的模拟集成电路系统。