專利名稱：電流源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，更具體地涉及一種電流源電路。
背景技術(shù)：
電流源為集成電路中的基本單元，廣泛應用于各種模擬及集成數(shù)字電路中。電流源的結(jié)構(gòu)種類繁多，但在大多數(shù)的集成電路中都是采用的電壓除以電阻再鏡像的方式產(chǎn)生集成電路所需要的電流。通過這種方式產(chǎn)生的電流源的電阻由于受到溫度，電壓，加工工藝及制程等的影響，尤其溫度對產(chǎn)生的電流的影響很大，會產(chǎn)生20%左右的變化，另外場效應管在不同工藝邊界的參數(shù)也存在著變化，使得同一電路輸出電流值會有30%以上的差異。因此在大批量生產(chǎn)時，產(chǎn)品的成品率會受到很大的影響，而且這種電流源產(chǎn)生的電流的精度也達不到產(chǎn)業(yè)要求。因此，有必要提供一種改進的電流源電路來克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電流源電路，該電流源電路可有效減小溫度電壓，加工工藝及制程等對輸出電流的影響，提高了輸出電流的穩(wěn)定性與準確度。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電流源電路，其包括正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路、閾值電壓產(chǎn)生子電路及電流產(chǎn)生子電路，所述電流產(chǎn)生子電路包括放大器與第一場效應管，所述正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路產(chǎn)生一個與溫度變化趨勢相同的第一電壓，且將所述第一電壓輸入至所述放大器的反向輸入端，所述閾值電壓產(chǎn)生子電路與外部電源連接，且產(chǎn)生具有固定電壓值的第二電壓，且將所述第二電壓輸入至所述放大器的正向輸入端，所述放大器的輸出端與所述第一場效應管的柵極連接，所述第一場效應管的源極與外部電源連接，所述第一場效應管的漏極輸出產(chǎn)生的電流，且所述第一場效應管的電子遷移率為與溫度變化趨勢相反的工藝參數(shù)。較佳地，所述電流產(chǎn)生子電路還包括第一電阻與第二電阻，所述第一電阻連接于所述正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路與所述放大器的反向輸入端之間，所述第二電阻連接于所述閾值電壓產(chǎn)生子電路與所述放大器的正向輸入端之間。較佳地，所述電流源電路還包括第三電阻與第四電阻，所述第三電阻連接于所述放大器的反向輸入端與輸出端之間，所述第四電阻一端與所述放大器的正向輸入端連接，
另一端接地。較佳地，所述閾值電壓產(chǎn)生子電路包括第二場效應管、第三場效應管、第四場效應管、第一電流源及第二電流源，所述第二場效應管的柵極、漏極及所述第三場效應管的柵極均與所述第一電流源的一端連接，所述第一電流源的另一端接地，所述第二場效應管的源極、第三場效應管的漏極及所述第四場效應管的柵極均與所述第二電流源的一端連接，所述第二電流源的另一端接地，所述第四場效應管的漏極與所述第三場效應管的源極連接，所述第四場效應管的源極與外部電源連接，且所述第三場效應管的源極與所述第四場效應管的漏極共同輸出第二電壓。較佳地，所述第二場效應管的寬長比與所述第三場效應管的寬長比相同，所述第一場效應管的寬長比與所述第四場效應管的寬長比相同，且所述第一場效應管的寬長比為所述第二場效應管寬長比的3倍。較佳地，所述第一電阻的阻值與第四電阻的阻值相等，所述第二電阻的阻值與第三電阻的阻值相等。較佳地，所述第一場效應管、第二場效應管、第三場效應管及第四場效應管均為P型場效應管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電流源電路由于所述正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路產(chǎn)生一個與溫度變化趨勢相同的第一電壓，且將所述第一電壓輸入至所述放大器的反向輸入端，所述第一場效應管與所述放大器連接，且所述第一場效應管的電子遷移率為與溫度變化趨勢相反的工藝參數(shù)，且通過所述第一場效應管的漏極輸出產(chǎn)生的電流；使得所述第一場效應管的電子遷移率與所述第一電壓可相互削弱或抵消對方因溫度變化對輸出的電流的影響，提高了輸出電流的穩(wěn)定性與準確度。通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明電流源電路的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明電流源電路的電路原理圖。圖3為本發(fā)明的閾值電壓產(chǎn)生子電路的電路原理圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如上所述，本發(fā)明提供了一種電流源電路，該電流源電路可有效減小溫度電壓，加工工藝及制程等對輸出電流的影響，提高了輸出電流的穩(wěn)定性與準確度。請參考圖1，圖1為本發(fā)明電流源電路的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示，本發(fā)明的電流源電路包括正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路、閾值電壓產(chǎn)生子電路及電流產(chǎn)生子電路，所述正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路產(chǎn)生一個與溫度變化趨勢相同的第一電壓，所述閾值電壓產(chǎn)生子電路與外部電源連接，且產(chǎn)生具有固定電壓值的第二電壓，且所述第一電壓與第二電壓分別輸入至所述電流產(chǎn)生子電路，所述電流產(chǎn)生子電路與外部電源連接，將輸入的所述第一電壓、第二電壓及外部電源輸入的電壓轉(zhuǎn)化為相應的電流輸出，并使輸出的電流符合要求。具體地，請再結(jié)合參考圖2與圖3。所述正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路產(chǎn)生一個與溫度變化趨勢相同的第一電壓VKEF，其中所述正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路為一般常用的正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生電路，且為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再詳細描述。所述閾值電壓產(chǎn)生子電路包括第二場效應管Mp1、第三場效應管Mp2、第四場效應管Mp3、第一電流源Il及第二電流源12，所述第二場效應管Mpi的柵極、漏極及所述第三場效應管Mp2的柵極均與所述第一電流源Il的一端連接，所述第一電流源Il的另一端接地，所述第二場效應管Mpi的源極、第三場效應管Mp2的漏極及所述第四場效應管Mp3的柵極均與所述第二電流源12的一端連接，所述第二電流源12的另一端接地，所述第四場效應管Mp3的漏極與所述第三場效應管Mp2的源極連接，所述第四場效應管Mp3的源極與外部電源VDD連接，且所述第三場效應管Mp2的源極與所述第四場效應管Mp3的漏極共同輸出第二電壓VO ;在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述第二場效應管Mpi的寬長比與所述第三場效應管Mp2的寬長比相同，且所述第四場效應管Mp3的寬長比為所述第三場效應管Mp2的寬長比的3倍；其中，所述第二電流源12輸出的電流為所述第一電流源Il輸出的電流的2倍，并定義所述第一電流源Il輸出的電流為I。在本發(fā)明的閾值電壓產(chǎn)生子電路中，所述第二場效應管Mp1、第三場效應管Mp2及第四場效應管Mp3的相互配合，可使所述第四場效應管Mp3的漏極輸出的電壓為外部電源電壓VDD與任意一個場效應管(第二場效應管Mp1、第三場效應管Mp2及第四場效應管Mp3中的任意一個)的閾值電壓Vthp的差值，即Vcj=Vdd-1VthpI ;且所述第一電流源I1、第二電流源12分別為第二場效應管Mp1、與第三場效應管Mp2提供電流。所述電流產(chǎn)生子電路包括放大器AMP與第一場效應管MP，所述放大器AMP的反向輸入端與所述正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路連接，其正向輸入端與所述閾值電壓產(chǎn)生子電路連接，從而所述第一電壓Vkef與第二電壓VO分別對應作為所述放大器AMP的反向輸入電壓與正向輸入電壓輸入至所述放大器AMP，且通過所述放大器AMP放大后經(jīng)所述放大器AMP的輸出端輸出電壓Vtot ;所述第一場效應管Mp的柵極與所述放大器AMP的輸出端連接，所述第一場效應管的源極與外部電源VDD連接，其漏極輸出設計所需電流IKEF。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述電流產(chǎn)生子電路還包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3與第四電阻R4,且所述放大器AMP、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3及第四電阻R4共同組成了差動放大電路，從而使所述放大器AMP正向輸入電壓與反向輸入電壓按設計要求比例相減，以得到所述放大器AMP的輸出電壓VTOT，另外，所述第一電阻Rl的阻值與第四電阻R4的阻值相等，第二電阻R2的阻值與第三電阻R3的阻值相等，即R1=R4，R2=R3,因此
Vom = K ~YVmf ;具體地，所述第一電阻R1連接于所述正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路與所述放
大器AMP的反向輸入端之間，所述第三電阻R3連接于所述放大器AMP的反向輸入端與輸出端之間，從而所述第一電阻R1與所述和三電阻R3配合調(diào)節(jié)加到所述放大器AMP反向輸入端上的電壓值與所述第一電壓Vkef之間的比例關(guān)系；相應地，所述第二電阻R2連接于所述閾值電壓產(chǎn)生子電路與所述放大器AMP的正向輸入端之間，所述第四電阻R4—端與所述放大器AMP的正向輸入端連接，另一端接地，從而所述第二電阻R2及第四電阻R4可配合調(diào)節(jié)加到所述放大器AMP正向輸入端上的電壓值與所述第二電壓VO之間的比例關(guān)系；從而在本發(fā)明中，可通過選擇合適大小阻值的第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3與第四電阻R4,調(diào)節(jié)所述放大器AMP的輸出電壓Vott的大小，進而使輸出的電流Ikef的大小滿足設計需求。其中，所述第一場效應管Mp的電子遷移率為與溫度變化趨勢相反的工藝參數(shù)，從而可部分或全部抵消所述正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路輸出的第一電壓Vkef因溫度而對輸出電流Ikef的影響，保證了輸出電流Ikef的穩(wěn)定性與準確度。另外,在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述第一場效應管、第二場效應管、第三場效應管及第四場效應管均為P型場效應管。下面結(jié)合圖2與圖3描述本發(fā)明電流源電路的工作原理。在所述閾值電壓產(chǎn)生子電路中其輸出的第二電壓VO的產(chǎn)生過程為
所述第二場效應管Mpi的源柵電壓Vsepi為
權(quán)利要求
1.一種電流源電路，其特征在于包括正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路、閾值電壓產(chǎn)生子電路及電流產(chǎn)生子電路，所述電流產(chǎn)生子電路包括放大器與第一場效應管，所述正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路產(chǎn)生ー個與溫度變化趨勢相同的第一電壓，且將所述第一電壓輸入至所述放大器的反向輸入端，所述閾值電壓產(chǎn)生子電路與外部電源連接，且產(chǎn)生具有固定電壓值的第ニ電壓，且將所述第二電壓輸入至所述放大器的正向輸入端，所述放大器的輸出端與所述第一場效應管的柵極連接，所述第一場效應管的源極與外部電源連接，所述第一場效應管的漏極輸出產(chǎn)生的電流，且所述第一場效應管的電子遷移率是與溫度變化趨勢相反的エ藝參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的電流源電路，其特征在于，所述電流產(chǎn)生子電路還包括第一電阻與第二電阻，所述第一電阻連接于所述正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路與所述放大器的反向輸入端之間，所述第二電阻連接于所述閾值電壓產(chǎn)生子電路與所述放大器的正向輸入端之間。
3.如權(quán)利要求2所述的電流源電路，其特征在于，還包括第三電阻與第四電阻，所述第三電阻連接于所述放大器的反向輸入端與輸出端之間，所述第四電阻一端與所述放大器的正向輸入端連接，另一端接地。
4.如權(quán)利要求1所述的電流源電路，其特征在于，所述閾值電壓產(chǎn)生子電路包括第二場效應管、第三場效應管、第四場效應管、第一電流源及第ニ電流源，所述第二場效應管的柵極、漏極及所述第三場效應管的柵極均與所述第一電流源的一端連接，所述第一電流源的另一端接地，所述第二場效應管的源極、第三場效應管的漏極及所述第四場效應管的柵極均與所述第二電流源的一端連接，所述第二電流源的另一端接地，所述第四場效應管的漏極與所述第三場效應管的源極連接，所述第四場效應管的源極與外部電源連接，且所述第三場效應管的源極與所述第四場效應管的漏極共同輸出第二電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的電流源電路，其特征在于，所述第二場效應管的寬長比與所述第三場效應管的寬長比相同，所述第一場效應管的寬長比與所述第四場效應管的寬長比相同，且所述第一場效應管的寬長比為所述第二場效應管寬長比的3倍。
6.如權(quán)利要求4所述的電流源電路，其特征在于，所述第一電阻的阻值與第四電阻的阻值相等，所述第二電阻的阻值與第三電阻的阻值相等。
7.如權(quán)利要求4所述的電流源電路，其特征在于，所述第一場效應管、第二場效應管、第三場效應管及第四場效應管均為P型場效應管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電流源電路，其包括正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路、閾值電壓產(chǎn)生子電路及電流產(chǎn)生子電路，電流產(chǎn)生子電路包括放大器與第一場效應管，正溫系數(shù)電壓產(chǎn)生子電路產(chǎn)生一個與溫度變化趨勢相同的第一電壓，且將第一電壓輸入至放大器的反向輸入端，閾值電壓產(chǎn)生子電路產(chǎn)生具有固定電壓值的第二電壓，且將第二電壓輸入至放大器的正向輸入端，放大器的輸出端與第一場效應管的柵極連接，第一場效應管的源極與外部電源連接，第一場效應管的漏極輸出產(chǎn)生的電流，且第一場效應管的電子遷移率是與溫度變化趨勢相反的工藝參數(shù)。本發(fā)明的電流源電路可有效減小溫度電壓，加工工藝及制程等對輸出電流的影響，提高了輸出電流的穩(wěn)定性與準確度。
文檔編號G05F1/567GK103034277SQ201210491169
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者楊保頂 申請人:四川和芯微電子股份有限公司