核心原理：温度如何引入失配

电流镜匹配的核心在于确保两个或多个晶体管在相同的偏置条件（Vgs对于MOS，Vbe对于BJT）下，产生绝对相同的电流。温度通过改变晶体管的关键物理参数来破坏这种一致性，主要影响体现在两个方面：

1. 绝对值的漂移：温度变化会使所有晶体管的电流绝对值同时变大或变小。这虽然会影响电路的绝对精度，但如果两个晶体管的变化完全同步，它们的电流比例（匹配） 可能仍会保持得很好。

2. 失配（Mismatch）：这是更关键的问题。温度变化会不同程度地影响每个晶体管，从而破坏它们之间的匹配关系。这种“不同程度”源于芯片制造中不可避免的微观随机 variations（如掺杂浓度、栅氧厚度、线宽等），这些 variations 使得每个晶体管对温度变化的敏感度略有不同。

1. 对MOSFET电流镜的影响

MOS管工作在饱和区时，电流公式为：
$I_D=\frac{1}{2}{\mu }_n{C}_{ox}\frac{W}{L}(V_{GS}-V_{TH}{)}^2$

温度（T）直接影响其中的两个关键参数：

a. 阈值电压 (Vth)

• 效应：Vth具有负温度系数（NTC），温度升高，Vth下降。

• 对匹配的影响：假设电流镜中两个MOS管的Vth初始值就存在微小偏差（ΔVth）。由于ΔVth的存在，温度变化时，两个管子的Vth下降的幅度会略有不同（因为下降的斜率与初始Vth值有关）。这会导致它们的过驱动电压（Vgs - Vth）产生差异，从而引入额外的电流失配。初始Vth失配越大，温度变化引入的附加失配也越大。

b. 载流子迁移率 (μn)

• 效应：迁移率具有负温度系数（NTC），温度升高，μn下降。

• 对匹配的影响：迁移率本身在不同晶体管之间的失配通常很小。它的主要影响是绝对值的：温度升高，μn下降，导致电流整体减小。但如果两个管子的μn失配比例是固定的，那么温度变化时，它们的变化是成比例的，对电流比值的匹配度影响相对较小。

综合效果：

对于MOS电流镜，阈值电压Vth的失配是温度影响匹配的最主要因素。迁移率的影响更多是引起电流值的整体漂移。

• 温度升高：Vth下降会使电流有增大的趋势，μn下降会使电流有减小的趋势。通常，μn的主导作用更强，因此MOSFET电流镜的电流整体具有负温度系数（温度升高，电流减小）。

• 失配恶化：由于Vth失配的存在，这个负温度系数的强度在两个晶体管上会稍有不同，导致它们的电流比值随温度发生变化。