电流比较器的设计中的一个疑问

如上图所示, 为一个简化的电流比较器来完成过温保护的功能.对镜像管MN1和MN2的设计有些疑惑:按照电流镜设计的原理是选择尽量大的过驱动电压,但是从一些电路上看到的尺寸都是非常大,管子都是工作在亚阈值区,过驱动只有20mv. 请各位大虾们指点迷津！谢谢.

那其实是比较器的输入端.

是的，但是这个比较器的输入端是在MN1和MN2的source端而不是gate端?

呵呵，我一般也是这样design的。
目的就是要使MN1和MN2的Gm最大化和mismatch最小化。
从loop的角度分析，gain 为GmN1、2*rdsP，BW即与GmN1、2成正比。
从function的角度分析，理想是希望Vgsn1=Vgsn2，但n1和n2的mismatch就引入了system offset。
另外的offset来自于mirror current的mismatch，但如果n1和n2的Gm非常大，就可以减小这个mismatch的影响。

4# jeff_zx
楼上正解，为了获得更大的gm，从而获得更大的增益，一般会把MN1和MN2做得比较大，且做匹配。
不过更实用的做法是用ptat电流和vbe进行比较，这样才能防止模型在高温时的不准确哦

谢谢你的指教！
不过我还有些疑问:
1)MN1and MN2的gm不可能无限制的大,工作状态肯定是亚阈值区的,那overdrive电压要留多少呢?根据gray书上讲到的,最好取大于2n*Vt=78mV。
2）“如果n1和n2的Gm非常大，就可以减小这个mismatch的影响”不是太理解

1、我的理解，亚阈区不是不好，一般避免的是因为现有的bsim model的亚阈区表征不准，但我的经验和听到的一些说法，都是认为亚阈区电流的表征是比较准确的，但rout很差。参数的选择更多的是你能够接受的offset的大小，一般用工艺的典型值除以wl积的开放和你comp的delay
2、我是针对vgs相等的要求来说的，对于同等电流，w/l越大，所需的vgs就越小

长学问了

亚域值区的MOS是一个工作在弱反型的状态, 弱反型还能获得最大的增益?这个时候的Id方程都不对了,还按照老办法去算gm? 所以MN1和MN2肯定不应该是亚阈值的,而应该是有一个临界饱和状态才对,因为你这样
ID=1/2 μCox(W/L)(VOD)^2*(1+λVds), 你这样才能利用上面的电流竟使MN2的VDS变化从而驱动你的MP3管子,可见沟长对你的电路很有影响呢

有道理
我对于这个状态的深层原理没有深究过，在design时，主要还是靠经验和simulation

在弱反型条件下，大家都知道用电流换得Gm的效率是比在强反型条件下高的。

综合一下所有的意见，大家看看这样理解对不对。
对于电流比较的功能而言，比较器的输入端其实分别是MN1 和MN2的漏端。
MN1, MN2, 电阻, 和BJT构成了温度对电流的转换。温度变化导致BJT管的Vbe做线性变化，由于环路的作用，这个变化在电阻电流上表现为delta(Vbe)/R。如果电流镜是1:M的关系，就有M*delta(Vbe)/R的电流变化在MN2的沟道电流上。这个电流和原来Biasp偏置定义的电流I0做比较，驱动MP3栅极，得出温度变化结论。
如果上述分析有道理的话，那么在温度变化前这个电路的工作点只有一个点了，即I0=Vbe/R 。　
增益到底有多大呢?Vbe相对于温度变化的梯度是-2mV/C，跨导增益就是 -2m*M/R，电压增益为　跨导增益＊Rout, (Rout为MN2 并列 MP2的输出阻抗)。
温度升高，下行电流减少，为了满足KCL定律，PMOS管中多余的电流对MP3的栅极电容充电，栅极电压升高；反之温度降低，下行电流增加了，PMOS管电流不足以抵消下行电流，那么MP3的电荷放电，栅极电压下降。

顶顶顶顶定

牛人很多啊，学习啦

MN1和MN2 的GM大，vdsat小，使为了减少两个管子的失调的，
这和电流镜不一样的，输入端是两个管子的S端，
电流镜的增加VDSAT是为了减少阈值电压失调带来的负面影响

学习了，谢谢

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学习了

学习了。谢谢

应该是让电流匹配得较好吧，个人这么认为

此贴中大牛云集，学习了

学习了，本来看对管亚阈区的，看到这边了，学习了，多谢小编

输入应该是MN1和MN2的源端。

长见识啦！

以后多来学习！

mark。

shoujiaole