电流镜 & VTH 失配计算
Pelgrom 通用模型 + 0.18µm BCD 平方律速算表 + 前仿 1-σ 速查表 + BJT/带隙失配数据。
σ²(ΔI/I) = (AVT² / (WL)) × (1/Vov²) + (Aβ² / (WL))
工艺 & 版图参数
mV·μm
%·μm
μm
μm
V
计算结果
电流失配率 σ(ΔI/I)-
VT 项贡献-
β 项贡献-
WL 面积-
W/L 敏感性分析
固定 Vov，改变 W（L 不变），扫描失配率
| W (μm) | WL (μm²) | σ(ΔI/I) | 3σ 匹配要求 |
|---|
Pelgrom 模型说明：
- AVT：典型值 2~10 mV·μm（工艺相关，NMOS 通常更小，来自《模拟设计精粹》Sansen）
- Aβ：典型值 1~2 %·μm
- 增大面积（WL）可降低失配率；增大 Vov 可削弱 VT 失配的影响
- σ 为 1σ 值，芯片一致性通常要求 3σ < 1%
ΔVTH = AVT0/√(WL) ; Vov = √(2·ID/(µ·Cox)·L/W) ; gm=2ID/Vov ; 1-σ% = 2·ΔVTH/Vov×100
0.18µm BCD 平方律速算
μA
μm
μm
速算结果
1-σ 失配 (ΔI/I)-
ΔVTH-
Vov-
gm-
内嵌工艺常数（黄色参数，源自 xlsx「失配速算表」）：
| 器件 | AVT0 (V·m) | µ0 | Cox (F/m²) |
|---|
校验：n50, ID=4µA, W=2, L=8 → 1-σ ≈ 0.799%、Vov ≈ 501mV。
前仿 1-σ% 速查
选择 L 与 ID/W 组合以高亮命中单元格。
同面积同功耗对比（源自「速查表」）
| 器件 | W/L (µm) | 面积 µm² | ID (µA) | Vdsat (mV) | 1-σ % |
|---|
缩放法则与查表算例：
- 同面积同功耗时 1-σ 大小：p18 < n18 < p50 < n50。
- 同比例缩放 ID 和 W（相当于 n 个器件并联），1-σ 缩放 1/√n。
- 中等 / 强反型区，1-σ 与 W 基本无关；W 太大工作在弱反型区时 1-σ 随 C 增大而减小。
- 算例：查表确定【ID=2.5µA，W=4µm，L=9µm，5V NMOS】电流镜失配约 1.1%。
BJT / 带隙失配查询
σ(TC1 温漂比) %-
σ(VBG) %-
VBG 均值-
VBG 标准差-
σ(TC1) 分解 @ IE=4µA（Mismatch / Process / All）
| 分量 | 2×2 PNP | 5×5 PNP | 10×10 PNP | 2×2 NPN |
|---|
σ(TC1) vs IE（MC Option = All）
| IE | 2×2 PNP | 5×5 PNP | 10×10 PNP | 2×2 NPN |
|---|
σ(VBG%) vs IE @ 27°C（MC Option = All）
| IE | 2×2 PNP | 5×5 PNP | 10×10 PNP | 2×2 NPN |
|---|
说明（源自 xlsx「BJT」sheet）：PNP 器件面积越大（并联单元越多）失配越小；σ(All) ≈ √(σ(Mismatch)² + σ(Process)²)。带隙基准 VBG ≈ 1.23 V。