本發(fā)明涉及模擬集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種零溫電流基準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件不能直接提供一個與環(huán)境溫度無關(guān)的電壓或電流，因此電路的狀態(tài)不可避免的隨著溫度的變化而受到影響，性能也會因此大打折扣。為了避免電路受到溫度的影響通常會加入帶隙基準(zhǔn)和電流基準(zhǔn)，通過一個正溫信號和一個負(fù)溫信號的疊加得到一個與溫度無關(guān)的電壓或電流。這樣的零溫電壓和電流精度通常很高，溫度系數(shù)通?？梢缘綆资踔翈讉€ppm，然而，它所占用的面積也會很大。在ic設(shè)計過程中，大的面積意味著高的成本，高的成本會讓所設(shè)計的產(chǎn)品競爭力降低。基于此，本發(fā)明提出一種低成本、結(jié)構(gòu)簡單、低精度的電流基準(zhǔn)?？梢怨囟忍匦砸蟛桓叩碾娐诽峁┢?，從而做到在性能和成本之間很好的平衡。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低精度、低成本、結(jié)構(gòu)簡單的電流基準(zhǔn)。
本發(fā)明提出一種低精度、低成本、結(jié)構(gòu)簡單的電流基準(zhǔn)，屬于模擬集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種與溫度無關(guān)的電流偏置。電路結(jié)構(gòu)中包括：負(fù)溫電流產(chǎn)生模塊、正溫電流抵消模塊。負(fù)溫電流產(chǎn)生模塊通過一個npn的vbe加在電阻兩端產(chǎn)生一個與溫度負(fù)相關(guān)的電流；正溫電流抵消模塊由兩個比例不同的pnp構(gòu)成，其中一個的射極串聯(lián)了一個調(diào)節(jié)電阻。通過調(diào)節(jié)電阻的比例和兩個pnp的比例大小可以調(diào)節(jié)零溫電流。
傳統(tǒng)電流基準(zhǔn)通過產(chǎn)生電壓基準(zhǔn)然后將電壓加在一個固定電阻上的方式產(chǎn)生零溫電流，而產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓需要一個ota提供兩路相同或者成比例的電流，為了消除簡并點(diǎn)有時還需要啟動電路，這些電路中的每個模塊都會消耗一部分硅片面積，面積的增加帶來了成本的上升。本發(fā)明的優(yōu)勢在于提供一個基準(zhǔn)電流功能的同時，使用少量的器件，占用極少的面積，減低了電路的設(shè)計成本。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提出的零溫電流基準(zhǔn)電路圖；
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)更加清晰，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。
圖1零溫電流基準(zhǔn)整體電路圖，所示：負(fù)溫電流產(chǎn)生電路、正溫電流抵消電路構(gòu)成本發(fā)明。
圖1為本發(fā)明提出的零溫電流基準(zhǔn)電路圖。r1、q3、q4、r2構(gòu)成了負(fù)溫電流模塊，其中q3、q4構(gòu)成負(fù)反饋環(huán)路穩(wěn)定q4的基極電壓，r1連接在正電源端口為q4提供偏置電流。負(fù)溫電流產(chǎn)生模塊輸出負(fù)溫電流i1。如果i1為恒溫電流，則q1、q2、r3產(chǎn)生一個正溫電流，由于i1為負(fù)溫電流，那么i2的輸出電流的溫度系數(shù)會降低，經(jīng)過仔細(xì)設(shè)計i1、i2就可以得到一個零溫的輸出電流。
從負(fù)溫電流模塊可得q4的偏置電流為
對于q4的負(fù)溫偏置電壓vbe4可以得到一個負(fù)溫電流
由于飽和電流
假設(shè)q4的偏置電流iq4不隨溫度變化可得
式子(2)對溫度t微分并代入式子(4)可得
從式子(5)可以得到i1的負(fù)溫斜率。
根據(jù)正溫模塊q2的面積為q1的n倍可得電流
i2r3＝vtln(ni1/i2)(6)
根據(jù)式子(6)可以推出
若i2與溫度無關(guān)，則有
通過讓式子(5)和式子(8)相等并代入i1＝vbe4/r2，可得出i2為零溫電流的約束方程
在常溫下取vbe4＝0.65v可得i2r3≈25mv。
考慮電源對基準(zhǔn)電流的擾動，將輸出電流i2對電源做靈敏度分析有
根據(jù)式子(6)可得
假設(shè)vcc＞＞vbe3；be4根據(jù)式子(1)、(2)以及i1r2＝vbe4可得
將式子(11)、(12)代入到式子(10)中可得
常溫下取vbe4＝0.65v代入式子i2r3≈25mv可以得出
式子(14)意味著當(dāng)vcc變化100％時輸出電流平均變化2％，也意味著輸出電流易受電源的影響，對電源的抑制能力較弱，因而輸出精度較低。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。
任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。