運放失調_mismatch的理解和說明

運放失運放失調_

MISMATCH

UPDUPDATE

_20140522

(以下均為按個人理解寫的，可能有可能有不對的地方，)

歡迎大家指正，我做更新。

運放、比較器在使用時經常會碰到失碰到失調電壓這個概念，模擬

我們可以把失調電壓理解為

。失調電調電那么信號就會被失調電壓“淹沒”

電路能夠處理的最小信號幅度，低于這低于這個幅度，

壓帶來的問題包括：比較器閾值偏移、、基準電壓偏移、過溫保護偏移等等，這些都是參數的

量變，但過大的量變導致質變則會影響會影響最終芯片的功能

。

失調也可以分為隨機失調和系統失調統失調兩類，mismatch導致的失調屬于隨機失調

。

1. MOS的mismatch是以layout按照平按照平行或交叉的擺放來進行說明的

。

mismatch 計算方法

：

。

Ap的值很重要，越大說明越不匹配。

查資料得知，器件的失配影響電路路主要在3個地方：

A. 電流鏡

B. 輸入對管

容等。、電容等

C. 需要匹配的比例電阻

2. 對器件的失配要有個數量級的概念概念，以DBH 1830工藝為例，如果作為輸入對管

，那器

一個

W/L=1um/1um的5V 件失配主要體現在Vth的失調電壓電壓，SVT器件，失調電壓在10mV

（nmos）/8mV（pmos），相對來來說BJT的Vbe失配就要小得多emitter為1*1的

，一個

8v_vnpn管子vbe失調電壓為0.22mV0.22。就一般而言同樣大小的BJT和MOSFET失調電壓電壓

，

至少要低一個數量級。

3. 一般來說1-sigma是非常基本的要求99%的良率需要3-sigma，在設計仿真

，為了達到

時甚至要考慮4-sigma。這樣一一個典典型的10/2*2的輸入對管mismatch 失調為6.3mV，

，

這么大的失調我們在設計時就需要針需要針對具體的使用來綜合考慮了。

既然講到標準偏差，那我們再把這個術術語解釋一下

。

附：關于sigma（標準差, standard derd deviation，excel 函數為STDEV）

標準差也被稱為標準偏差，或或者實者實驗標準差2。

，公式如圖

圖2

表大，代表

簡單來說，標準差是一組數據平均值分散程度的一種度量。一個較大的標準差

部分數值和其平均值之間差異較大；一個較小的標準差。

，代表這些數值較接近平均值

例如，兩組數的集合 {0,5,9,14} 14} 和 {5,6,8,9} 其平均值都是 7 ，但第二個集合具具有

較小的標準差。

標準差可以當作不確定性的一種測量。例如在物理科學中

，做重復性測量時，測量數值

當要決定測量值是否符合預測值，。

集合的標準差代表這些測量的精確確度測量值的標準差差占

則認（同時與標準差數值做比較），則

有決定性重要角色：如果測量平均值值與預測與預值相差太遠

為測量值與預測值互相矛盾。這很容容易理解，理因為如果測量值都落在一定數值范圍之外

，可

以合理推論預測值是否正確。

遠離代表回報遠

標準差應用于投資上，可作為量度量度回報穩定性回的指標。標準差數值越大，

過去平均數值，回報較不穩定故風險險越高。相反，標準差數值越小，

代表回報較為穩定，風

險亦較小。

），根號內除以：

n（對應excel函數STDEVP）； 如是總體（即估算總體方差）

），根號內除以（：

n-1）（對應excel函數STDEV）； 如是抽樣（即估算樣本方差）

因為我們大量接觸的是樣本，n-1）。

所以普遍使用根號內除以（

公式意義

sig正態分布圖 sigma

在。

正態分布中，深藍區域是距平均值小于一個標準標準差之內的數值范圍此范圍所占比率

為全部數值之 68%。根據正態分布，兩個兩個標準差之內 95%。根

（深藍，藍）的比率合起來為

據正態分布，正負三個標準差之內（ 99%。

深藍，藍，淺藍）的比率合起來為

參考資料

：

DBH 1830BD18BA_Analog_Characterizaerization_Report_