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1、一文熟悉电流检测电路的设计要点为了满足对直流1.引言通常所说的电流检测是用来检测某部件、或者导线通过的电流，一般用2.电流检测电路原理及设计优化2.1 设计要求本文的设计依托于汽车电子国家项目服务设计平台，项目中要求的电流检测电路主要要求实现将大电流信号缩小，最终得到较小的电流信号输出，以便为后续电路模块提供符合要求的电流值。同时要求，在得到较小输出电流的同时要保证输入电流值不能发生变化。设计要求实现输出电流与输入电流相比达到缩小3600倍的目标，同时要求有较好的线性度。2.2 结构设计本文设计的电流检测电路主要是实现将输入电流缩小以便后面对电流进行其他相关操作，比如过流保护等。需要注意的是在
2、得到较小输出电流的同时不能够改变输入电流，或者是对其产生较大的影响，因此不能够直接采用电阻分压的形式。另外还期望该电路电流变化的精度能够达到合理范围，以及具有稳定的输出电流。然而电阻在实际应用中不确定因素较大，温度、工艺等导致方块电阻的稳定性不是很好，波动较大，可能会导致最终流片后得到的电阻值与最初设计有较大偏差，影响电路性能。这两点是该电路设计需要解决的关键问题，也是进行设计的难点。图1 电流检测电路结构图3.优化及其仿真首先确定对于晶体管栅长的选取。根据电流镜结构特点，通常电流镜中的所有晶体管都采用相同的栅长。在设计时还需要考虑最终流片时所采用工艺的要求。本次流片采用的是0.5 m的工艺，
3、因此L值亦不能过小，否则电路的性能会对工艺准确度有很大的依赖性。通过对不同长度下图2 MOS管L值对电路性能影响仿真图3 不同宽度下的电路性能仿真4.性能仿真及测试结果4.1 仿真结果首先，对电路的输出特性进行仿真测试。给电路增加不同阻值的负载R1，分别进行仿真测试，观察其输出特性变化，结果如图4所示。图4 不同R1下的电路性能仿真4.2 测试结果图5为电流检测电路最终进行流片时的版图。可以看到整个电路核心几乎全部是由MOS管构成。表l是对芯片中该电路进行测试的最终结果，由于测试条件限制，只能给出一些不连续的电流值点作为输入。在测试中，我们对多个电路进行了测量，大部分电路的测试结果都比较接近，
4、表l给出了其中较为典型的两组数据。图5 电流检测电路的版图表l 较为典型的两组测试数据5.数据提取随着信息产业的飞速发展，IP核的使用日益受到业界关注。据Dataquest统计，IP核已经成为一项产业。而该电路的设计正是为了实现IP核模块的设计，所以在完成基本的电路设计以及流片、测试工作之后，还要对相关数据进行打包处理，以便于IP核的复用。数据处理包括提取电路的LEF文件以及逻辑功能（图6 电流检测电路测试结果图图7 VerilogA代码仿真结果6.结束语电流检测电路在电流控制、保护中起着重要的作用。本文中的电流检测电路采用有源器件完成电路设计，基本实现了电流检测的功能。在电路设计过程中综合考虑性能要求以及工艺限制进行结构的优化。后续的寄存功能过流保护电路也能够较好地实现功能要求。