一種高電源抑制比的高精度電流源電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及模擬集成電路技術(shù)，具體的說是涉及一種高電源抑制比的高精度電流鏡電流源電路。本發(fā)明的一種高電源抑制比的高精度電流源電路，其特征在于，包括依次連接的啟動電路、溫度正比例電流產(chǎn)生電路、電源抑制比增強反饋電路和鏡像輸出電路。本發(fā)明的有益效果為，利用嵌位原理和反饋原理，極大地降低了溝道調(diào)制效應(yīng)對于電流源的影響，提高了鏡像電流源模塊對于電源電壓變化的抑制比，并且提高了輸出鏡像電流的精度，使得輸出電流為穩(wěn)定的不隨其他因素變化的PTAT電流。本發(fā)明尤其適用于電流鏡電流源電路。
【專利說明】—種高電源抑制比的高精度電流源電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模擬集成電路技術(shù)，具體的說是涉及一種高電源抑制比的高精度電流鏡電流源電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電流鏡電流源電路是模擬集成電路設(shè)計中一種最常見和最重要的集成電路模塊。其功能是產(chǎn)生一股穩(wěn)定的電流源，供給其他模塊使用，以保證其他模塊的電路性能不會因為偏置電流源的改變而變化。由此可見，如何保證電流鏡電流源的輸出電流值大小恒定，不隨輸入電壓變化，是電流鏡電流源電路的設(shè)計關(guān)鍵所在。
[0003]PTAT(Proportional to absolute temperature)電流源是電流鏡電流源中一種重要的電流源，即電流源的大小隨著溫度的升高而變大。對于CMOS運算放大器等具有尾電
流源的放大模塊模塊來說，電路跨導(dǎo)通常為:Gm =ψβ.Κ；其中，Gm為放大器的跨導(dǎo)，Ib為
放大器的尾電流，K為跨導(dǎo)參數(shù)與寬長比的乘積，即K = μ Cra (W/L)，其中K隨溫度升高而下降。由上式可得，當溫度升高時，放大器的跨導(dǎo)會隨著下降。而放大器的跨導(dǎo)性能對電路的性能有著至關(guān)重要的作用，譬如電路的響應(yīng)速度往與跨導(dǎo)直接相關(guān)，因此為了減小放大器跨導(dǎo)的改變對電路的影響，就需要讓Ib隨溫度的升高而變大，通常的做法是采用PTAT電流作為運算放大器的尾電流。此外，PTAT電流源也是構(gòu)成電流偏置、溫度采樣、基準源等電路的核心模塊，其性能直接影響著系統(tǒng)的整體性能。
[0004]傳統(tǒng)的PTAT電流源的產(chǎn)生原理是通過三極管的帶隙基準產(chǎn)生，利用三極管上的偏置電流隨溫度成正比的特性，鏡像三極管上的PTAT電流提供給其他模塊使用。但這種結(jié)構(gòu)的PTAT電流源對供電電壓的抑制比太低，當供電電壓變化時，由于溝道調(diào)制效應(yīng)的影響，會導(dǎo)致流過三極管上的電流因為電源電壓的變化發(fā)生變化，即供給其他模塊的電流也會受到很大影響，使其他模塊工作不正常，這無疑會對整體電路性能造成惡劣影響。這一問題在寬電源電壓范圍的應(yīng)用下，更為突出。常規(guī)緩解該問題的方法主要是增加晶體管溝道長度，減小溝道長度調(diào)制效應(yīng)，但這無疑會增加芯片面積，提高成本，尤其在寬電源電壓應(yīng)用下，面積的急劇增加通常是不可接受的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的，就是針對上述傳統(tǒng)電流鏡電流源電路結(jié)構(gòu)簡單、電源抑制比差的問題，提出一種適用于多種模擬電路模塊的高電源抑制比的高精度電流源電路
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種高電源抑制比的高精度電流源電路，其特征在于，包括依次連接的啟動電路、溫度正比例電流產(chǎn)生電路、電源抑制比增強反饋電路和鏡像輸出電路；其中，
[0007]啟動電路由MOS管MPBl和電阻RBl構(gòu)成；其中MPBl的源極接電源VIN，其漏極通過RBl后接地VSS，其柵極和漏極互連；
[0008]溫度正比例電流產(chǎn)生電路由PMOS管ΜΡΒ2、ΜΡΒ3、三極管QNB1、QNB2、電阻RB2、RB3、RB4構(gòu)成；其中MPB2的源極接電源VIN，其柵極和漏極互連，其柵極接MPBl的柵極，其漏極接QNBl的集電極；QNB1的發(fā)射極通過RB2后接地VSS，其基極接MPB3的漏極；MPB3的源極接電源VIN，其柵極接MPB2的柵極，其漏極接QNB2的集電極；QNB2的基極通過RB3接QNBl的基極，其發(fā)射極通過RB4后接地VSS ；
[0009]電源抑制比增強反饋電路由PMOS管MPB4、MPB5、NM0S管MNBl構(gòu)成；其中MPB4的源極接電源VIN，其柵極和漏極互連，其柵極接MPB5的柵極，其漏極接MNBl的漏極；MPB5的源極接電源VIN，其漏極通過RB4接地VSS ；MNB1的柵極接MPB2的漏極，其源極通過RB4后接地VSS ；
[0010]鏡像輸出電路由PMOS管MPB6構(gòu)成；MPB6的源極接電源VIN，其柵極接MP4的漏極，其漏極為鏡像電流輸出端。
[0011]本發(fā)明的有益效果為，利用嵌位原理和反饋原理，極大地降低了溝道調(diào)制效應(yīng)對于電流源的影響，提高了鏡像電流源模塊對于電源電壓變化的抑制比，并且提高了輸出鏡像電流的精度，使得輸出電流為穩(wěn)定的不隨其他因素變化的PTAT電流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是傳統(tǒng)的PTAT電流源電路；
[0013]圖2是本發(fā)明的高電源抑制比的高精度PTAT電流源電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是為本發(fā)明的PTAT電流源的另一種實施方式電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖，詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0016]現(xiàn)有的傳統(tǒng)PTAT電流源產(chǎn)生電路原理，如圖1所示，左半部分是PTAT電流產(chǎn)生電路，其利用了帶隙基準的產(chǎn)生原理，可得:
【權(quán)利要求】
1.一種高電源抑制比的高精度電流源電路，其特征在于，包括依次連接的啟動電路、溫度正比例電流產(chǎn)生電路、電源抑制比增強反饋電路和鏡像輸出電路；其中， 啟動電路由MOS管MPl和電阻Rl構(gòu)成；其中MPl的源極接電源VIN，其漏極通過Rl后接地VSS，其柵極和漏極互連； 溫度正比例電流產(chǎn)生電路由PMOS管MP2、MP3、三極管QN1、QN2、電阻R2、R3、R4構(gòu)成；其中MP2的源極接電源VIN，其柵極和漏極互連，其柵極接MPl的柵極，其漏極接QNl的集電極；QN1的發(fā)射極通過R2后接地VSS，其基極接MP3的漏極；MP3的源極接電源VIN，其柵極接MP2的柵極，其漏極接QN2的集電極；QN2的基極通過R3接QNl的基極，其發(fā)射極通過R4后接地VSS ； 電源抑制比增強反饋電路由PMOS管MP4、MP5、NM0S管麗I構(gòu)成；其中MP4的源極接電源VIN，其柵極和漏極互連，其柵極接MP5的柵極，其漏極接MNl的漏極；MP5的源極接電源VIN,其漏極通過R4接地VSS ;麗1的柵極接MP2的漏極，其源極通過R4后接地VSS ； 鏡像輸出電路由PMOS管MP6構(gòu)成；MP6的源極接電源VIN，其柵極接MP4的漏極，其漏極為鏡像電流輸出端。
【文檔編號】G05F1/46GK103970169SQ201410232046
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】周澤坤, 董淵, 程潔, 張瑜, 石躍, 明鑫, 王卓, 張波 申請人:電子科技大學(xué)