[發明專利]CMOS場效應管的閾值電壓生成電路

有效

• 申請號: 201210590543.4
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103246312A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 成都銳成芯微科技有限責任公司
• 主分類號: G05F3/16
• 分類號: G05F3/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種集成電路，具體涉及一種CMOS場效應管閾值電壓生成電路。?

背景技術

CMOS場效應管的閾值電壓是CMOS電路設計中的重要參數，在特定工藝條件下，該閾值電壓與工藝角相關，并且具有非線性的負溫系數，因此在一般情形下它沒有必要作為獨立電壓產生。但是在一些特殊應用中，需要獲取該閾值電壓，這些特殊應用包括：判斷CMOS場效應管所處的工藝角，生成特殊溫度系數的電壓或電流，生成低溫漂時鐘的環形振蕩器等等。?

生成CMOS場效應管閾值電壓的現行方案不多，這些方案要么生成的閾值電壓精度不夠高，要么電路實現方式特別復雜，難以實現高精度與低成本之間的折中。?

發明內容

本發明的目的是，提供一種CMOS場效應管閾值電壓生成電路。利用CMOS場效應管的飽和區電流公式，對流過相同電流但尺寸不同的CMOS場效應管的柵源電壓作運算，用簡易的電路得到了高精度的閾值電壓。?

本發明采用的技術方案為，一種CMOS場效應管閾值電壓生成電路，其特征在于：所述閾值電壓生成電路包括一第一P型鏡像電流鏡組、一第一N型場效應管M1、一第二N型場效應管M2、一第一電壓跟隨器AMP1、一第二電壓?跟隨器AMP2、一第一電阻R1、一第二電阻R2、一第二P型鏡像電流鏡組、一第三P型鏡像電流鏡組、一N型鏡像電流鏡組和一第三電阻R3，所述第一N型場效應管M1和第二N型場效應管M2得到各自的柵源電壓，所述第一電壓跟隨器AMP1、所述第一電阻R1、所述第二電壓跟隨器AMP2和所述第二電阻R2將柵源電壓VGS1、VGS2轉化為兩路電流信號，所述第二P型鏡像電流鏡組、所述第三P型鏡像電流鏡組、所述N型鏡像電流鏡組和所述第三電阻R3組合兩路電流信號并生成高精度的閾值電壓。?

所述第一N型場效應管M1的柵極與源極相連于所述第一P型鏡像電流鏡組，所述第二N型場效應管M2的柵極與源極相連于所述第一P型鏡像電流鏡組；所述第一電壓跟隨器AMP1的vip輸入端與所述第一N型場效應管M1的柵極相連，所述第一電壓跟隨器AMP1的vin輸入端與所述第一電壓跟隨器AMP1的out與所述第一電阻R1的一端與第二P型鏡像電流鏡組相連；所述第一電阻R1的另一端與地相連；所述第二電壓跟隨器AMP2的vip輸入端與所述第二N型場效應管M2的柵極相連，所述第二電壓跟隨器AMP2的vin輸入端與所述第二電壓跟隨器AMP2的out與所述第二電阻R2的一端與第三P型鏡像電流鏡組相連；所述第二電阻R2的另一端與地相連；所述第二P型鏡像電流鏡組與所述第三P型鏡像電流鏡組與所述N型鏡像電流鏡組與所述第三電阻R3相連。?

所述第一P型鏡像電流鏡組包括一輸入端i0、一輸出端i1和一輸出端i2，所述輸出端i0為輸入電流源，所述輸入端i0、所述輸出端i1與所述輸出端i2的電流鏡像比為：i0:i1:i2=1:1:1。?

所述第二P型鏡像電流鏡組包括一輸入端i3和一輸出端i4，所述輸入端i3與所述輸出端i4的電流鏡像比為：i3:i4=1:2。?

所述第三P型鏡像電流鏡組包括一輸入端i5和一輸出端i6，所述輸入端i5與所述輸出端i6的電流鏡像比為：i5:i6=1:1。?

所述N型鏡像電流鏡組包括一輸入端i7和一輸出端i8，所述輸入端i7與所述輸出端i8的電流鏡像比為：i7:i8=1:1。?

本發明利用CMOS場效應管的飽和區電流公式，對流過相同電流但尺寸不同的CMOS場效應管的柵源電壓作運算，用簡易的電路得到了高精度的閾值電壓。?

附圖說明

圖1為本發明閾值電壓生成電路的電路結構圖。?

圖1中：第一P型電流鏡組，包括一輸入端i0、兩輸出端i1和i2；N型場效應管M1；N型場效應管M2；電壓跟隨器AMP1；電壓跟隨器AMP2；電阻R1；電阻R2；第二P型電流鏡組，包括一輸入端i3、一輸出端i4；第三P型電流鏡組，包括一輸入端i5、一輸出端i6；N型電流鏡組，包括一輸入端i7、一輸出端i8；電阻R3。?

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步闡述。?

見圖1，本發明的CMOS場效應管閾值電壓生成電路包括：第一P型鏡像電流鏡組、N型場效應管M1、N型場效應管M2、電壓跟隨器AMP1、電壓跟隨器AMP2、電阻R1、電阻R2、第二P型鏡像電流鏡組、第三P型鏡像電流鏡組、N型鏡像電流鏡組和電阻R3。?