原创 仿真电流镜输入偏置电流的方法

仿真电流镜的输出偏置电流是很简单的。您只需加上输入电流和测量输出电流，再计算它们的差就行了。然而，输出偏置电流不等于输入偏置电流，尤其当电路不是 1：1 电流镜时。高度精确地仿真输入偏置电流是比较复杂的。假设您正在处理 1：1 电流镜，并且想知道需要什么样的输入电流来得到 10ma 输出电流。在理想情况下，假如输入偏置电流为零，则输入电流是 10ma。然而，由于双极晶体管的β值有限、输出阻抗有限以及失配等原因，输入偏置电流不等于零。图 1 所示设计，仿真精度高，仿真时间短。

图 1，本电路可用来仿真电流镜输入偏置电流。

您可以利用反馈来强迫 cccs(电流控制的电流源)的电流等于输入偏置电流。流入电压源 vout 的电流等于电流镜的输出电流和理想输出电流之差。这一电流就是“误差电流” (ierror)。当 cccs的电流 等于输入偏置电流时，误差电流为零。高增益 cccs 放大误差电流，于是 cccs 增加输入电流。这样，您就建立了反馈回路，您通过 cccs 测出的电流就是输入偏置电流。反馈回路实现高增益，而高增益就能确保高精度(误差电流可忽略不计)。再则，由于您是通过计算直流工作点来得到这一结果的，因此仿真时间很短。

图 2，这一条形图示出了输入偏置电流分布情况。

图 2 示出了iideal=10ma、增益 g="1000"、 vout="1v时"，500 次蒙特卡罗仿真 的仿真结果。npn 晶体管是用 0.35 微米硅锗 bicmos 工艺制造的，其发射极长度为 40 微米。不过，您可以将这种仿真方法用于所有电流镜和各类晶体管。图 2 所示的电流分布平均值是 194na，标准偏差是 131na。由于基极电流误差的缘故，这一平均值不为零。