一般所说的电流检测是用来检测某部件、或许导线经过的电流，一般用互感器、分流器等将电流信号转化成电压信号，然后再对其进行处理扩大，作为后边电路维护、检测运用。现在，现已有许多不同的电流检测技能已被发布或施行。其间常用的直流电流检测办法首要是经过串联电阻或许依据霍尔效应原理进行，在一般情况下被测电流信号较大，串联电阻对输入电流信号的影响可以疏忽不计，但随着科技开展的需求，被检测信号日渐减小，在体系电路中假如直接串联电阻，会影响前级电路作业，导致被测电流信号的巨细发生改动，此刻这一影响现已不能再被疏忽。
电流检测电路原理及规划优化
本文的规划依托于轿车电子国家项目服务规划渠道，项目中要求的电流检测电路首要要求完成将大电流信号缩小，终究得到较小的电流信号输出，以便为后续电路模块供给符合要求的电流值。一起要求，在得到较小输出电流的一起要确保输入电流值不能发生改变。规划要求完成输出电流与输入电流比较到达缩小3600倍的方针，一起要求有较好的线性度。
结构规划
一般来说，电流镜的一个要害特性是：它可以精确地仿制电流而不受工艺和温度的影响，一起这种结构特性自身决议了它对输入电流几乎没有影响。归纳考虑上述规划要求以及前端电路输出端的电路结构，终究确认选用电流镜结构完成规划。在电流镜结构中，Iout与IREF（规范电流，这儿即为输入电流）的比值由器材尺度的比率决议，该值可以控制在合理的精度范围内。需求留意的是，电流镜中的一切晶体管一般都选用相同的栅长，以减小因为源漏区边际分散（LD）所发生的差错。而且，短沟器材的阈值电压对沟道长度有必定的依赖性。因而，电流值之比只能经过调理晶体管的宽度来完成。别的，对器材宽度的调理实际上是经过多个单元晶体管并联来完成的，而不是简略地规划改动一个器材的宽度。一起考虑到地图以及工艺对电路功能的影响，在规划时晶体管需求尽量选用对称结构。终究确认的电路结构详见图1。
图1 电流检测电路结构图
依据电路结构可以直接核算得出电路理论上完成电流缩小3600倍。电路中各个晶体管尺度的终究确认是经过对不同器材尺度电路的仿真成果比照得到的。
优化及其仿真
首要确认关于晶体管栅长的选取。依据电流镜结构特色，一般电流镜中的一切晶体管都选用相同的栅长。在规划时还需求考虑终究流片时所选用工艺的要求。本次流片选用的是0.5 μm的工艺，因而L值亦不能过小，不然电路的功能会对工艺准确度有很大的依赖性。经过对不同长度下电路仿真成果（如图2所示）的剖析，可以知道在L=1 μm时电路的线性度最佳，可以很好地满意合理的精度要求。
图2 MOS管L值对电路功能影响仿真
归纳考虑各方面要素，在选取MOS管的栅长时终究确认L=1 μm为较优计划进行电路的建立。这也说明晰电流镜结构中应选用改动MOS管的宽度调理电流的份额。接下来评论晶体管宽度的确认。晶体管宽度的份额值直接决议了整个电路对电流缩小的倍数。图3是晶体管宽度取2~8 μm顺次改动下的仿真成果图。需求留意的是当宽度较大时，整个晶体管所占面积也会明显增加，别的运用NMOS管和PMOS管的数量也会对电路功能发生必定的影响。所以归纳考虑电路改变倍数的需求、精度的要求以及地图面积等多方面要素，终究确认图1中给出的电路结构。
图3 不同宽度下的电路功能仿真
本规划选用CSMC 0.5 μm 120 V BCD工艺。不同于传统电流检测电路，该电路直接对电流信号进行处理，输出具有较好的线性度，一起对输入信号基本无影响，而且电路结构较为简略，可以较好地满意IP核使用的需求。经过仿真验证以及流片、测验，证明该电路具有杰出的功能性。文中一起给出该电路IP数据提取进程以及后续电路。
