[实用新型]电流镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电流镜，更具体地说，涉及一种BiCMOS工艺的电流镜。

背景技术

将双极型(Bipolar)晶体管和互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管集成在一起的工艺称为BiCMOS工艺，它广泛的应用于电源管理芯片等模拟集成电路中，其中的CMOS的阈值电压普遍较高(0.7～1V)。然而，随着标准CMOS工艺的不断进步，特征尺寸的不断减小，标准CMOS芯片的供电电压也随之不断减小。出于成本和降低复杂度的考虑，在同一系统中的模拟芯片的供电电压也随之降低。模拟集成电路，特别是阈值电压相对较高的BiCMOS集成电路，被迫面临降低电压设计的挑战。

现有的CMOS工艺中的共源共栅电流镜的输入电压至少要达到2V_GS-V_TH(V_GS为MOS管的栅极与源极之间的电压，简称栅源电压，V_TH为MOS管的阈值电压)，通常为保证电路能正常工作需要留有一定的冗余，这个电压会更高。通常在5V的工作电压下没有问题，可以很好的工作，但是当输入电压将抵至3V甚至更低时，就不能够应用共源共栅电流镜。

现有的BiCMOS工艺中的一种电流镜如图1所示，其中电流输入管和电流输出管为NMOS管1M1和1M2。当MOS管工作在饱和区，即V_DS≥V_GS-V_TH时，其漏极电流为：

$i_D=K^{\′}\frac{W}{L}{(V_{\mathrm{GS}}-V_{\mathrm{TH}})}^2(1+\mathrm{\λ}{V}_{\mathrm{DS}})$

其中K′为工艺参数，同一工艺中的K′为定值；为MOS管的宽长比，为工艺参数；λ为沟道长度调制参数，同一工艺中的λ为定值；V_DS为MOS管漏极与源极之间的电压，简称漏源电压。

当电流镜的输入管1M1和输出管1M2工作在饱和区时，由于第一双极型晶体管1Q1的基极电流非常小，可忽略，所以可认为输入MOS管1M1的漏极电流i_11D即电流镜的电流输入端11的输入电流，为：

$I_{\mathrm{in}}\≈i_{11D}=K^{\′}{\left(\frac{W}{L}\right)}_1{(V_{\mathrm{GS}1}-V_{\mathrm{TH}})}^2(1+{\mathrm{\λV}}_{\mathrm{DS}1})$