一種雙用途電流源產(chǎn)生器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種雙用途電流源產(chǎn)生器，包括帶隙源核心模塊、隔離模塊二、濾波器、基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器、隔離模塊一和PTAT電流產(chǎn)生器，所述帶隙源核心模塊，用于產(chǎn)生穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓；所述隔離模塊二與所述帶隙源核心模塊連接，用于對所述穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行噪聲隔離；所述濾波器與所述隔離模塊二連接；所述基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器與所述濾波器連接；所述隔離模塊一與所述帶隙源核心模塊連接；所述PTAT電流產(chǎn)生器與所述隔離模塊一連接。本專利有兩種用途：一是提供隨溫度變化很小的電流源，二是提供隨溫度升高而升高（PTAT）的電流源；具有高PSRR、超低溫度系數(shù)、極低噪聲性能和正溫度系數(shù)的特點(diǎn)。
【專利說明】
一種雙用途電流源產(chǎn)生器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種電流源產(chǎn)生器，特別是用于手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)射頻通訊集成電路 的電流源產(chǎn)生器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電子設(shè)備領(lǐng)域，特別是手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)射頻通訊集成電路設(shè)計中，都需要通過帶 隙源（bandgap)產(chǎn)生低功耗、高PSRR(Power Supply Rejection Ratio,電源抑制比）、低噪 聲、超低溫度系數(shù)的、可調(diào)的精確的電壓和電流，同時還需要產(chǎn)生精確的正溫度系數(shù)的電 流，如低至luA、5uA的低電流。對于一個S0C(System on Chip，片上系統(tǒng))芯片而言，需要 低成本，則可依賴數(shù)字的可調(diào)，需要高PSRR，低的輸出阻抗，低功耗，還要面積小，適合集 成。
[0003] 如圖1是通常的帶隙源的結(jié)構(gòu)示意圖，利用D1和D2的器件個數(shù)比，并利用運(yùn)放 把Va和Vb鉗制相等，再調(diào)試合適的R1、R2、R3的電阻值，得到基準(zhǔn)電壓Vref，完成電 流產(chǎn)生器的設(shè)計。
[0004] 上述這種結(jié)構(gòu)只能產(chǎn)生精確的基準(zhǔn)電壓，其功耗和PSRR性能一般，想要得到一 個低功耗、高PSRR、低噪聲的基準(zhǔn)源則達(dá)不到。
[0005] PSRR通常在低頻是比較大，在中頻時比較弱，在高頻時又變得大。同時基準(zhǔn)源需 要輸出低的阻抗，這樣在一個很寬的頻率范圍內(nèi)，當(dāng)并聯(lián)噪聲源時，能有效地降低對輸出的 波動影響。帶隙源的波動因數(shù)有：電源波動、輸出波動、工藝波動(corner)、器件失配、封裝 影響、溫度波動。
[0006] 為了減少溫度范圍的波動，許多高階的溫度補(bǔ)償技巧開發(fā)出來，如正交溫度補(bǔ)償、 指數(shù)溫度補(bǔ)償、分段線性補(bǔ)償、溫度相關(guān)的電阻比率補(bǔ)償。基本思路是實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)函數(shù)抵消PN 結(jié)的高階溫度系數(shù)。然而這些方法要求精確的電流鏡匹配，否則在參考電壓輸出引入誤差。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種雙用途電流源產(chǎn)生 器。該電流源產(chǎn)生器有兩種用途:一是提供隨溫度變化很小的電流源，二是提供隨溫度升高 而升高（PTAT)的電流源，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中電流源產(chǎn)生器不能同時具有低功耗、高 PSRR、低噪聲的問題。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：
[0009] -種雙用途電流源產(chǎn)生器，包括帶隙源核心模塊、隔離模塊二、濾波器、基準(zhǔn)電流 產(chǎn)生器、隔離模塊一和PTAT電流產(chǎn)生器，所述帶隙源核心模塊，用于產(chǎn)生穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓;所 述隔離模塊二與所述帶隙源核心模塊連接，用于對所述穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行噪聲隔離;所述 濾波器與所述隔離模塊二連接，用于對隔離噪聲后的所述穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行濾波;所述基 準(zhǔn)電流產(chǎn)生器與所述濾波器連接，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電流;所述隔離模塊一與所述帶隙源核心 模塊連接，用于對所述穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行噪聲隔離;所述PTAT電流產(chǎn)生器與所述隔離模塊 一連接，用于產(chǎn)生正溫度系數(shù)的電流。
[0010] 進(jìn)一步地，所述帶隙源核心模塊，包括preLDO電路、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管MP1、MP2、MP3、MP4、MN1和MN2,以及三極管PNPUPNP2和PNP3,所述金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1的柵極分別與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP2、MP3、MP4 的柵極連接；金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1、MP2、MP3和MP4的源極均與 preLDO電路連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP2的柵極與其漏極連接;金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN1的柵極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN2的柵極連接， 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN1的柵極與其漏極連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管MP1、MP2、MP3和MP4的源級連接在一起;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1的漏 極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN1的漏極連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 MP2的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN2的漏極連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管MN1的源極通過電阻R1與三極管PNP1的發(fā)射極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管MN2的源極與三極管PNP2的發(fā)射極連接，三極管PNP1的基極與三極管PNP2 的基極連接；三極管PNP2的發(fā)射極通過電阻R2與MP3的漏極連接；三極管PNP3的發(fā) 射極通過電阻R3與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP4的漏極連接，三極管PNP3的 基極與其集電極連接；三極管PNP1、PNP2和PNP3的集電極連接在一起;所述金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1、MP2、MN1和MN2管構(gòu)成自偏置鏡像電流源結(jié)構(gòu)，用以調(diào)節(jié) 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1、MP2、MP3和MP4的寬長比；金屬氧化物半導(dǎo)體場 效應(yīng)晶體管麗1和麗2組成N型電流鏡。
[0011] 進(jìn)一步地，所述preLDO電路包括誤差放大器、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 PM6和匪7,其中誤差放大器的兩個輸入端分別與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1和 MP2的漏極連接，輸出端分別與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM6的漏極和金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪7的柵極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM6的漏極和金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管NM7的漏極連接，NM7的源極接地。
[0012]進(jìn)一步地，所述誤差放大器包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM1、PM2、 PM3、PM4、匪1、匪2和匪3,其中，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM1的柵極與金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM2的柵極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM1的源 極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM2的源極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 PM1的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管NM1的漏極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管PM1的柵極與其漏極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM2的漏極同時與 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM3、PM4的源極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 PM3的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪2的漏極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管PM4的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管NM3的漏極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管匪3的漏極與其柵極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪1、匪2和 匪3的柵極連接在一起，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪1、匪2和NM3的源極連接 在一起，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM3的柵極和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 PM4的柵極為誤差放大器EA的兩個輸入端A、B，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM4的 源極為誤差放大器EA的輸出端V_out。
[0013]進(jìn)一步地，所述隔離模塊一包括運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的負(fù)端與輸出端連接。
[0014] 進(jìn)一步地，所述隔離模塊一和隔離模塊二結(jié)構(gòu)相同。
[0015] 進(jìn)一步地，所述濾波模塊包括彼此連接的M0S電容和電阻，電阻的阻值大于50k Q且小于200kQ;M0S電容的電容值大于O.lnf且小于Inf。
[0016] 進(jìn)一步地，所述電流源產(chǎn)生器上電連接有自校準(zhǔn)電阻模塊，自校準(zhǔn)電阻模塊連接 在過濾器和基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器之間，用于提供達(dá)到設(shè)定精度的電阻值。
[0017] 進(jìn)一步地，所述自校準(zhǔn)電阻模塊包括電阻校正器和電阻串控制器、電阻比較器，其 中，電阻比較器，用以將精確參考電壓和待比電壓進(jìn)行比較，比較的結(jié)果反饋給電阻校正器 進(jìn)行校正，通過電阻串控制器調(diào)整電阻值，產(chǎn)生反方向的待比電壓；當(dāng)精確參考電壓和待比 電壓在電阻比較器的設(shè)定范圍內(nèi)時，獲取到校準(zhǔn)的電壓。
[0018] 本實(shí)用新型的有益效果：
[0019] 本專利有兩種用途:一是提供隨溫度變化很小的電流源，二是提供隨溫度升高而 升高(PTAT)的電流源，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中電流源產(chǎn)生器不能同時具有低功耗、高PSRR、 低噪聲的問題，使本專利具有高PSRR、超低溫度系數(shù)、極低噪聲性能和正溫度系數(shù)的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0020] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明：
[0021 ]圖1是現(xiàn)有帶隙源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中一種電流源產(chǎn)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中帶隙源核心模塊和PTAT電流產(chǎn)生器的電原理圖；
[0024]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中preLDO電路的電路原理圖；
[0025] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中誤差放大器的電路原理圖；
[0026] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例中隔離模塊的電路原理圖；
[0027] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例中濾波模塊的電路原理圖；
[0028] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例中另一種電流源產(chǎn)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例中電阻校準(zhǔn)算法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 如圖2所示，一種雙用途電流源產(chǎn)生器，包括帶隙源核心模塊、隔離模塊二、濾波 器、基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器、隔離模塊一和PTAT電流產(chǎn)生器，所述帶隙源核心模塊，用于產(chǎn)生穩(wěn)定 基準(zhǔn)電壓;所述隔離模塊二與所述帶隙源核心模塊連接，用于對所述穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行噪 聲隔離;所述濾波器與所述隔離模塊二連接，用于對隔離噪聲后的所述穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行 濾波;所述基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器與所述濾波器連接，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電流;所述隔離模塊一與所述 帶隙源核心模塊連接，用于對所述穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行噪聲隔離;所述PTAT電流產(chǎn)生器與所 述隔離模塊一連接，用于產(chǎn)生正溫度系數(shù)的電流。
[0031] 如圖3所示，所述帶隙源核心模塊，包括preLDO電路、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管MP1、MP2、MP3、MP4、MN1和MN2,以及三極管PNPUPNP2和PNP3,所述金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1的柵極分別與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP2、MP3、MP4 的柵極連接；金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1、MP2、MP3和MP4的源極均與 preLDO電路連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP2的柵極與其漏極連接;金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN1的柵極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN2的柵極連接， 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN1的柵極與其漏極連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管MP1、MP2、MP3和MP4的源級連接在一起;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1的漏 極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN1的漏極連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 MP2的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN2的漏極連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管MN1的源極通過電阻R1與三極管PNP1的發(fā)射極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管MN2的源極與三極管PNP2的發(fā)射極連接，三極管PNP1的基極與三極管PNP2 的基極連接；三極管PNP2的發(fā)射極通過電阻R2與MP3的漏極連接；三極管PNP3的發(fā) 射極通過電阻R3與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP4的漏極連接，三極管PNP3的 基極與其集電極連接；三極管PNP1、PNP2和PNP3的集電極連接在一起；
[0032]所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1、MP2、MN1和MN2管構(gòu)成自偏置鏡像 電流源結(jié)構(gòu)，目的是增大輸出電阻，減小溝道調(diào)制效應(yīng)引起的電流不匹配，從而減小鏡像電 流之間的誤差。通過調(diào)節(jié)MP1~MP4的寬長比，使圖3中支路的金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管MP1、MP2、MP3和MP4中電流大小關(guān)系滿足1:1:4:1。金屬氧化物半導(dǎo)體場 效應(yīng)晶體管MN1和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN2組成N型電流鏡，其漏極用運(yùn)放 強(qiáng)制成相等，同時麗1、麗2組成分壓電路通過MP2和MP3的疊加，由負(fù)溫度系數(shù)部分 (CTAT)和正溫度系數(shù)部分（PTAT)組成了穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓Vref?。金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管MP1和MP2、MP3、MP4管是P型電流鏡像管，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 麗1和麗2也構(gòu)成電流鏡，是N型電流共柵結(jié)構(gòu)，電阻Rl、R2和三極管PNP1和PNP2 是產(chǎn)生PTAT部分的三極管。三極管PNP3和電阻R3是鏡像并輸出PTAT電流。
[0033] 假設(shè)電源電壓是Vdd，輸出電壓是Vo,輸出電壓Vo和電源電壓Vdd的內(nèi)阻是 rds,輸出電壓Vo對地的輸出阻抗是Zo,反饋環(huán)的內(nèi)阻是Zo-ref。貝1J
[0035]內(nèi)阻Zo-ref在環(huán)路增益很高時有效，影響從低頻到中頻的PSRR;輸出阻抗Zo在 環(huán)路增益很低時有效，影響從中頻到高頻的PSRR。PreLDO電路的加入，加強(qiáng)了 Zo-ref， 提高低頻到中頻的PSRR。另外，根據(jù)電源分壓可以提高PSRR的原理，增加了 PreLDO電 路后，PSRR得到極大的改善，同時噪聲（Noise)也得到改善。
[0036]如圖4所示，所述preLDO電路包括誤差放大器、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 PM6和匪7,其中誤差放大器的兩個輸入端分別與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1和 MP2的漏極連接，輸出端分別與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM6的漏極和金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪7的柵極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM6的漏極和金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪7的漏極連接，匪7的源極接地。誤差放大器EA的輸出 接成源極跟隨器，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪7的漏極反饋到金屬氧化物半導(dǎo)體場 效應(yīng)晶體管PM6的漏極，而這個漏極直接輸出成preLDO電路的輸出Vafterldo。
[0037]如圖5所示，所述誤差放大器包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM1、PM2、 PM3、PM4、匪1、匪2和匪3,其中，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM1的柵極與金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM2的柵極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM1的源 極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM2的源極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 PM1的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管NM1的漏極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管PM1的柵極與其漏極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM2的漏極同時與 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM3、PM4的源極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 PM3的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪2的漏極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 晶體管PM4的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管NM3的漏極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管匪3的漏極與其柵極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪1、匪2和 匪3的柵極連接在一起，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪1、匪2和NM3的源極連接 在一起，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM3的柵極和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 PM4的柵極為誤差放大器EA的兩個輸入端A、B，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM4的 源極為誤差放大器EA的輸出端V_out。
[0038]誤差放大器EA是基于PM0S管的運(yùn)放結(jié)構(gòu)和NM0S成反對稱，這樣設(shè)計的好處 是噪聲（Noise)進(jìn)一步降低。
[0039] 圖6是隔離模塊的電路原理圖，圖2中的隔離模塊一和隔離模塊二結(jié)構(gòu)相同， 下面，以隔離模塊一進(jìn)行描述。所述隔離模塊一包括運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的負(fù)端與輸出 端連接;通過運(yùn)算放大器的負(fù)端和輸出相接，得到的模擬buffer產(chǎn)生隔離，對輸入電壓起 到了有效阻抗，選用cascode結(jié)構(gòu)運(yùn)放隔離噪聲，選用的M0S管是長溝道、大W/L器件以 獲取小的輸出凈空和大的輸出電阻，這樣的隔離模塊對于提高noise性能非常有益。
[0040] 如圖7所示，所述濾波模塊，包括彼此連接的M0S電容AVSS和電阻R，電阻R的阻值 大于50kQ且小于200kQ;M0S電容AVSS的電容值大于O.lnf且小于Inf。濾波模塊由集 成電路上能實(shí)現(xiàn)的大電阻和大M0S電容實(shí)現(xiàn)，提高中頻到高頻的PSRR;這樣實(shí)現(xiàn)能避免 集成電路芯片片外外接的電容，減少B0M用料。
[0041] 如圖8所示，所述電流源產(chǎn)生器上電連接有自校準(zhǔn)電阻模塊，自校準(zhǔn)電阻模塊連接 在過濾器和基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器之間，用于提供達(dá)到設(shè)定精度的電阻值。所述自校準(zhǔn)電阻模塊 包括電阻校正器和電阻串控制器、電阻比較器，其中，電阻比較器，用以將精確參考電壓和 待比電壓進(jìn)行比較。圖8中，BG_top表示圖2中的電流源產(chǎn)生器，即圖8是對圖2的 電流源產(chǎn)生器的進(jìn)一步擴(kuò)展。
[0042]圖8中也包含了電流校準(zhǔn)模塊，電流校準(zhǔn)模塊包括電流校正器和電流控制器、電 流電壓轉(zhuǎn)換器和電流比較器，其中，電流控制器從圖2中鏡像出的Iptatl中按不同開關(guān) 配置鏡像成l/2*Iptatl，l/4*Iptatl，l/8*Iptatl的不同組合電流，最終可形成例如從5/ 8*Iptatl到ll/8*Iptatl的不同電流；電流校正器（ICAL)是數(shù)字硬件實(shí)現(xiàn)的模塊，可以 根據(jù)比較器的輸出選擇電流控制器的不同配置；電流比較器將產(chǎn)生的PTAT電壓和得到校 正的Vxul(通過外部的精確電阻接入產(chǎn)生而來)進(jìn)行比較，比較的結(jié)果反饋給電流校正器 進(jìn)行校正，直至波動得到校正。
[0043]圖9是電阻校準(zhǔn)算法示意圖。電阻比較器將精確參考電壓和待比電壓進(jìn)行比較， 產(chǎn)生正偏差或負(fù)偏差，比較的結(jié)果反饋給電阻校正器（RCAL)進(jìn)行校正，通過電阻串控制器 改變開關(guān)網(wǎng)絡(luò)(例如多個電阻并聯(lián)后的阻值作為最終的輸出電阻，每個電阻都連接一個開 關(guān)，通過控制開關(guān)的閉合，來調(diào)整輸出電阻的阻值），調(diào)整電阻值，產(chǎn)生反方向的待比電壓； 當(dāng)精確參考電壓和待比電壓在電阻比較器的設(shè)定范圍內(nèi)時，數(shù)字算法引擎固定下來，獲取 到校準(zhǔn)的電壓。即通過驅(qū)動逐次逼近的數(shù)字算法引擎控制邏輯，直至實(shí)現(xiàn)對波動的校正。
[0044] 需說明的是無論電阻比較器還是電流比較器，都是比較的電壓，之所以這么命名， 是為了便于理解其作用是在對電阻矯正上還是在電流矯正上。
[0045]電阻校正在前，電流校正在后，這樣在電流源產(chǎn)生器上電后的線路中，就會對由于 電阻、電容、M0S管、PNP管波動產(chǎn)生的電壓和電流進(jìn)行校正。
[0046] 由上述實(shí)施例可以看出，通過將電源電壓加到preLDO或者運(yùn)算放大器，運(yùn)算放 大器的輸出電壓為整個核心電路提供偏置電壓，整個核心電路的偏置電壓獨(dú)立于電源電 壓，使得整個帶隙基準(zhǔn)電路具有非常高的電源抑制比?；赟PECTRE的仿真結(jié)果表明，其 電源抑制比可達(dá)120dB，在一 40°C~125°C溫度范圍內(nèi)溫度系數(shù)為18ppm/°C，功耗僅為 400uA，可以廣泛應(yīng)用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、偏置電路等集成電路模塊中。通過 隔離模塊一和隔離模塊二，增加環(huán)路增益，能有效電源抑制比PSRR，并提高noise性能； 其中用電容能濾除一些噪聲;在電源噪聲轉(zhuǎn)換到輸出的主要路徑上增加電容是可以出除 噪聲的。本發(fā)明的電流源產(chǎn)生器具有高PSRR、超低溫度系數(shù)、極低噪聲性能和正溫度系數(shù)。
[0047] 以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型之 權(quán)利范圍，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行 修改或者等同替換，都不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種雙用途電流源產(chǎn)生器，其特征在于:包括帶隙源核心模塊、隔離模塊二、濾波器、 基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器、隔離模塊一和PTAT電流產(chǎn)生器，所述帶隙源核心模塊，用于產(chǎn)生穩(wěn)定基 準(zhǔn)電壓;所述隔離模塊二與所述帶隙源核心模塊連接，用于對所述穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行噪聲 隔離;所述濾波器與所述隔離模塊二連接，用于對隔離噪聲后的所述穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行濾 波;所述基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器與所述濾波器連接，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電流;所述隔離模塊一與所述帶 隙源核心模塊連接，用于對所述穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓進(jìn)行噪聲隔離;所述PTAT電流產(chǎn)生器與所述 隔離模塊一連接，用于產(chǎn)生正溫度系數(shù)的電流。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙用途電流源產(chǎn)生器，其特征在于:所述帶隙源核心模塊，包 括preLDO電路、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1、MP2、MP3、MP4、MN1和MN2,以及三 極管PNP1、PNP2和PNP3,所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MPl的柵極分別與金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP2、MP3、MP4的柵極連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管MP1、MP2、MP3和MP4的源極均與preLDO電路連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管MP2的柵極與其漏極連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MNl的柵極與金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN2的柵極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MNl的柵極與 其漏極連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MPl、MP2、MP3和MP4的源級連接在一起； 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MPl的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MNl的漏 極連接;金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP2的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 MN2的漏極連接；金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MNl的源極通過電阻Rl與三極管 PNPl的發(fā)射極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MN2的源極與三極管PNP2的發(fā)射 極連接，三極管PNPl的基極與三極管PNP2的基極連接；三極管PNP2的發(fā)射極通過電 阻R2與MP3的漏極連接；三極管PNP3的發(fā)射極通過電阻R3與金屬氧化物半導(dǎo)體場 效應(yīng)晶體管MP4的漏極連接，三極管PNP3的基極與其集電極連接;三極管PNPl、PNP2和 PNP3的集電極連接在一起;所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MPl、MP2、麗1和麗2 管構(gòu)成自偏置鏡像電流源結(jié)構(gòu)，用以調(diào)節(jié)金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MP1、MP2、MP3 和MP4的寬長比；金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MNl和MN2組成N型電流鏡。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙用途電流源產(chǎn)生器，其特征在于:所述preLDO電路包括誤 差放大器、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM6和匪7,其中誤差放大器的兩個輸入端分 別與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MPl和MP2的漏極連接，輸出端分別與金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM6的漏極和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪7的柵極連接，金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM6的漏極和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管NM7的漏極 連接，匪7的源極接地。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙用途電流源產(chǎn)生器，其特征在于:所述誤差放大器包括金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM1、PM2、PM3、PM4、匪1、匪2和匪3,其中，金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PMl的柵極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM2的柵極連接，金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PMl的源極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM2的源極 連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PMl的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪1 的漏極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PMl的柵極與其漏極連接，金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管PM2的漏極同時與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM3、PM4的源極連 接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM3的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管NM2的 漏極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM4的漏極與金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 匪3的漏極連接，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管NM3的漏極與其柵極連接，金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管匪1、匪2和匪3的柵極連接在一起，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管匪1、NM2和匪3的源極連接在一起，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM3的柵極和 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM4的柵極為誤差放大器EA的兩個輸入端A、B，金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管PM4的源極為誤差放大器EA的輸出端V_out。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙用途電流源產(chǎn)生器，其特征在于:所述隔離模塊一包括運(yùn)算 放大器，運(yùn)算放大器的負(fù)端與輸出端連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙用途電流源產(chǎn)生器，其特征在于:所述隔離模塊一和隔離模 塊二結(jié)構(gòu)相同。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙用途電流源產(chǎn)生器，其特征在于:所述濾波模塊包括彼此連 接的MOS電容和電阻，電阻的阻值大于50kQ且小于200kQ;M0S電容的電容值大于 0.1 nf且小于Inf。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙用途電流源產(chǎn)生器，其特征在于:所述電流源產(chǎn)生器上電連 接有自校準(zhǔn)電阻模塊，自校準(zhǔn)電阻模塊連接在過濾器和基準(zhǔn)電流產(chǎn)生器之間，用于提供達(dá) 到設(shè)定精度的電阻值。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙用途電流源產(chǎn)生器，其特征在于:所述自校準(zhǔn)電阻模塊包括 電阻校正器和電阻串控制器、電阻比較器，其中，電阻比較器，用以將精確參考電壓和待比 電壓進(jìn)行比較，比較的結(jié)果反饋給電阻校正器進(jìn)行校正，通過電阻串控制器調(diào)整電阻值，產(chǎn) 生反方向的待比電壓；當(dāng)精確參考電壓和待比電壓在電阻比較器的設(shè)定范圍內(nèi)時，獲取到 校準(zhǔn)的電壓。
【文檔編號】G05F3/26GK205507607SQ201620334241
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】劉雁鵬, 章國豪, 林俊明, 黃亮
【申請人】佛山臻智微芯科技有限公司