[發明專利]電流產生電路

有效

• 申請號: 200710075374.X
• 申請日: 2007-07-31
• 公開（公告）號: CN101359232A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發明（設計）人: 譚潤欽;谷文浩;許如柏
• 申請（專利權）人: 輝芒微電子（深圳）有限公司
• 主分類號: G05F3/16
• 分類號: G05F3/16
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明涉及電流基準設計技術，更具體地說，涉及一種提高電流基準的線性調整率的與溫度成正比(PTAT)的電流產生電路。

背景技術

電壓基準廣泛的運用于模擬電路中，例如在LDO，ADC/DAC等等。它能夠準確的輸出一個與輸入電壓和溫度幾乎無關的電壓，電壓基準與輸入電壓的關系用線性調整率來衡量。具有高線性調整率的電壓基準為寬輸入電壓范圍的設備提供了必不可少的保證。常用的電壓基準基于電壓模和電流模兩種。電壓模利用兩個穩定系數相反的電壓，通過一定的加權因子相加而得到一個與溫度幾乎無關的電壓。而電流模則是利用兩個穩定系數相反的電流，通過一定的加權因子相加而得到一個與溫度幾乎無關的電流，再流經一個電阻而獲得一個與溫度幾乎無關的電壓。

如圖1所示的電路常被用來產生與溫度成正比(PTAT)的電流。然而，輸入電壓的變化對電流鏡的鏡像精度產生誤差，使得這種PTAT電流產生源在線性調整率上受到很大的限制。針對這種問題，如圖2所示的共源共柵結構電流鏡被提出且被廣泛的運用。共源共柵結構電流鏡使得電流鏡的輸出電阻增大了一個本征增益倍，有效地提高了電流鏡的鏡像精度，確保了其良好的線性調整率。然而在較高電源Vcc電壓的作用下，碰撞電離效應限制了共源共柵結構所能達到的最大增益，這是因為它引入了一個由漏到襯底、而不是由漏到源的小信號電阻。碰撞電離效應使得本來在低壓工作時表現出來的良好線性調整率發生惡化。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種電流產生電路。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種電流產生電路，包括串聯連接在電源Vcc和地之間的第一共源共柵電流鏡電路和第二共源共柵電流鏡電路和一用于抑制碰撞電離效應的過壓降壓器。

在本發明所述的電流產生電路中，所述過壓降壓器包括：第一鏡像電流器、第二鏡像電流器、開關管和至少兩個二極管，其中，所述第一鏡像電流器的第一端連接于電源Vcc、第二端與所述鏡像電流器的第一端連接、控制端連接于所述第一共源共柵電流鏡電路的第一共柵端；所述第二鏡像電流器的第二端連接于所述開關管的控制端、控制端連接于所述第一共源共柵電流鏡電路的第二共柵端；所述開關管的第一端連接于所述第一共源共柵電流鏡電路的第一輸出端、第二端連接于所述第二共源共柵電流鏡電路的第一輸入端，所述開關管的第一端和第二端之間串聯連接有至少一個所述二極管，所述開關管的控制端和地之間串聯連接有至少一個所述二極管。

在本發明所述的電流產生電路中，所述開關管的第一端和第二端之間串聯連接有兩個所述二極管。所述開關管的控制端和地之間串聯連接有兩個所述二極管。

在本發明所述的電流產生電路中，所述第一、二鏡像電流器是晶體管。所述晶體管是N型金屬氧化半導體晶體管或P型金屬氧化半導體晶體管。

在本發明所述的電流產生電路中，所述開關管是晶體管或者場效應管。所述單向導通器件是二極管或三極管連接構成。

本發明的有益效果是，能有效減小加在共源共柵器件上的漏源電壓，從而減小碰撞電離效應的影響，且不影響最低工作電壓，保持電流鏡結構的最大增益，從根本上解決了由于碰撞電離對共源共柵的影響，從而改善了電流基準的線性調整率。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是傳統的PTAT電流產生電路的電路原理圖；

圖2是傳統改善型的PTAT電流產生電路的電路原理圖；

圖3是本發明所述的電流產生電路的電路原理圖；

圖4是圖3中NodeA、NodeB和NodeC隨Vcc增加的電壓波形圖。

具體實施方式

圖2所示是傳統的改善因電流鏡的輸出電阻不夠大所導致的線性調整率差所使用的共源共柵結構。這種結構在大部分的Vcc不是太高的情況下可以表現出令人滿意的性能。然而，隨著Vcc的增大，承受絕大部分的電壓應力的N型MOS管100受到碰撞電離效應的影響漸漸變得嚴重。共源共柵結構的高增益被限制，從而使得PTAT電流的線性調整率惡化。從圖4中的NodeB波形我們知道(圖4中NodeB點的電壓波形等同于圖2中NodeC點的電壓波形)，當Vcc＝6V時，加在圖2中的100漏源兩端之間的電壓差Vcc-|Vthp|(Vthp為pMOSFET的閾值電壓)，大于5V。