精准电流镜设计

在模拟 IC 设计中，电流镜（Current Mirror）是构建稳定偏置与精确电流控制的关键。通过深入剖析 Cascode、Wilson、低压与噪声优化技术，本篇博客带你迈入高精度电流镜设计的新纪元。

1、电流镜基础与核心挑战
电流镜通过复制参考支路电流到另一支路，实现电流恒定。尽管基本结构简单，但工艺偏差与通道长度调制会引入误差，影响性能表现。

2、高级电流镜技术剖析
I. Cascode 电流镜
优势：将额外晶体管层叠在镜像结构上，显著提升输出阻抗，降低通道长度调制影响，电流复制更精确。
应用实例：在高速 ADC 中，用于提供稳定偏置，维持线性与减少失真。

II. Wilson 电流镜
优势：通过反馈结构提升电流匹配精度与输出阻抗，抵消 Early 效应引发的电压变化。
应用实例：低电压运放电路中使用，可减少功耗并提升稳健性。

III. 低压/特殊工艺电流镜
适用于工艺电压下降（如移动设备）的场景，如使用零阈 MOSFET 或体驱动结构，在 0.9V 电源环境下高效工作。

3、噪声与匹配优化方式
晶体管尺寸优化：增大器件尺寸可降低 1/f 噪声，但同时增加芯片面积与功耗。
版图对称布局：如共同中心结构（common-centroid），有效抑制失配与热梯度带来的误差。
在高精度 DAC、模拟前端中广泛使用，提升线性与稳定性。

4、前沿增强技术探索
体驱动电流镜（Bulk-Driven）：通过体极进行偏置，实现超低电压操作；适合极低功耗设计。
温度补偿设计：通过电路结构自动调整偏置，以适应温度变化；在汽车电子等极端温度环境下尤为重要。

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