[發(fā)明專利]高電壓偏置PMOS電流源電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710098463.6
• 申請日: 2007-04-18
• 公開（公告）號: CN101290526A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪衛(wèi)寧;袁凌;石寅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 湯保平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電流源電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于提供高電壓偏置PMOS電流源電路。

背景技術(shù)

PMOS電流源電路是集成電路中一個重要的單元模塊，是模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)以及通信電路中的一個基本元件。它的溫度穩(wěn)定性以及抗噪聲能力是影響模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的轉(zhuǎn)換精度的關(guān)鍵因素，甚至影響到整個系統(tǒng)的精度和性能。因此，設(shè)計(jì)一個好的PMOS電流源電路具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

PMOS電流源電路由于具有低溫度系數(shù)，低電源電壓以及可與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝兼容等優(yōu)點(diǎn)而獲得了廣泛的研究和應(yīng)用，其原理如圖1所示。

PMOS電流源電路的工作原理是根據(jù)硅材料的帶隙電壓與電壓和溫度無關(guān)的特性，利用ΔVBE的正溫度系數(shù)與雙極型晶體管VBE的負(fù)溫度系數(shù)相互抵消，實(shí)現(xiàn)低溫漂、高精度的基準(zhǔn)電壓，在經(jīng)過偏置電路產(chǎn)生電流源。如果兩個雙極晶體管工作在不相等的電流密度下，那么它們的基極-發(fā)射級電壓的差值就與絕對溫度成正比。例如，Q1，Q2是兩個相同的NPN管(IS1＝IS2)，集電極電流分別為nI0和I0，忽略基極電流影響，可得：

ΔVBE=VBE1-VBE2=VTlnnI0IS1-VTlnI0IS2=VTlnn]]>

上式

VT=KTq,]]>

k是波爾茲曼常數(shù)，T是絕對溫度，q是單位電荷，ΔV_BE就表現(xiàn)出正溫度系數(shù)。使兩個電壓的溫度漂移相互抵消，從而可以得到在某一溫度下為零溫度系數(shù)的電壓基準(zhǔn)。經(jīng)過偏置電路把基準(zhǔn)電壓的輸出轉(zhuǎn)換得到電流源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種用于提供高電壓偏置PMOS電流源電路，這種方法已經(jīng)被電路仿真所證明，并在芯片上實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)芯片的測試結(jié)果顯示：與傳統(tǒng)的電流源電路相比，該電路的輸出電壓可調(diào)范圍可達(dá)0.5V到1.5V，使得該偏置PMOS電流源電路可以獲得很高的電壓動態(tài)范圍，而芯片面積基本沒有增加。

本發(fā)明提供一種一種高電壓偏置PMOS電流源電路，其特征在于，包括：

一高增益運(yùn)算放大電路；

一溫度和電源無關(guān)的電壓產(chǎn)生電路，該溫度和電源無關(guān)的電壓產(chǎn)生電路通過節(jié)點(diǎn)2和3與高增益運(yùn)算放大電路的輸入端連接，從而實(shí)現(xiàn)鉗制輸出的作用；

一啟動電路，該啟動電路的輸出連接到與溫度和電源無關(guān)的電壓產(chǎn)生電路的節(jié)點(diǎn)2，以防止溫度和電源無關(guān)的電壓產(chǎn)生電路進(jìn)入死區(qū)；

一輸出調(diào)節(jié)電路，該輸出調(diào)節(jié)電路的輸入連接到與溫度和電源無關(guān)的電壓產(chǎn)生電路的節(jié)點(diǎn)4，從而實(shí)現(xiàn)鉗制輸出的作用，其輸出為整個帶隙基準(zhǔn)源電路的輸出；