[發明專利]一種電流基準電路

有效

• 申請號: 201310301388.4
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103412597A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 方健;潘華;彭宜建;王賀龍;程春云;李源
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

技術領域

本發明涉及集成電路技術，具體的說是涉及一種電流基準電路。

背景技術

在集成電路中，基準源應用得非常廣泛，其中包括電壓基準源和電流基準源。隨著集成電路技術的發展，對芯片的性能要求越來越高，需要電流基準電路提供電流的精度也越來越高。

目前能夠提供精確電流基準源的電路分為兩種：第一種是在芯片內部設計一種高精度的電壓基準電路，產生一個與溫度、工藝、電源電壓無關的基準電壓，然后通過附加一些電路將基準電壓轉換成基準電流；第二種是直接通過產生一種負溫度系數的電流與正溫度系數的電流直接相加做補償，從而得到一種與溫度無關的電流基準源。

現有的一種電流基準電路如圖1所示，包括PMOS電流鏡M1、M2和M5，NMOS電流鏡M3、M4，三極管Qa、Qb，電阻Ra、Rb和Rc。該電路產生基準電流的原理如下：利用電流鏡M1、M2和電流鏡M3、M4來使三極管Qa、Qb的集電極電壓相等，即A、B兩點的電壓相等，Qa、Qb和Ra組成了環路，Ra上面的壓降為三極管Qa、Qb的基極與發射極電壓V_be1、V_be2的差值△V_be，I_Ra=△V_be/Ra，△V_be是一個正溫度系數的電壓，故I_Ra為正溫度系數的電流，電阻Rb上面的電流為I_Rb=V_be2/Rb，V_be2為負溫度系數的電壓，故I_Rb為負溫度系數的電流，I_Ra和I_Rb電流之和為I_M2，通過調整電阻Ra、Rb、Ra的大小和三極管Qa、Qb發射極面積的比例，可以使I_M2的大小不隨溫度的變化而變化。M2和M5組成電流鏡，M5電流鏡像M2上面的電流，有Iref=I_M2，所以得到了不隨溫度變化而變化的基準電流Iref。圖2是該電路的輸出波形，可以看到Iref的波形是一段曲線，由于正溫度系數的電流和負溫度系數的電流的溫度系數也是隨著溫度變化而變化的，所以并不能精確抵消。

該電路的缺點在于：1、電流鏡電流失配問題：由于溝道調制效應，PMOS電流鏡M1、M2，NMOS電流鏡M3、M4的漏源電壓并不完全相等，導致三極管Qa、Qb的集電極電壓有所偏差，進而導致輸出電流基準不是非常精確。2、由于采用了基本的雙管電流鏡，該電流基準電路的PSRR（電源抑制比）不是很好。3、由于該電路比較簡單，沒有用到高階補償，所以輸出電流基準的溫度系數不是很高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，就是針對傳統電流基準電路的上述問題，提出一種電流基準電路。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種電流基準電路，其特征在于，包括第一電流基準單元、第二電流基準單元和最大電流選擇電路，所述第一電流基準單元的輸出端與所述最大電流選擇電路第一輸入端連接，所述第二電流基準單元的輸出端與所述最大電流選擇電路第二輸入端連接，所述最大電流選擇電路的輸出端為電流基準電路的輸出端；其中，

所述第一電流基準單元、第二電流基準單元用于分別產生一個獨立的基準電流輸出，第一電流基準單元產生的基準電流在低溫時候具有較好的溫度特性且電流值大于第二電流基準單元在低溫時候產生的基準電流，第二電流基準單元產生的基準電流在高溫時候具有較好的溫度特性且電流值大于第一電流基準單元在高溫時候產生的基準電流；

所述最大電流選擇電路用于選擇第一電流基準單元和第二電流基準單元產生的電流中大的一路電流作為電流基準電路的輸出，使輸出電流同時具有了低溫段和高溫段較好的溫度系數。

具體的，所述第一電流基準單元包括第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第三PMOS管P3、第四PMOS管P4、第五PMOS管P5、第六PMOS管P6、第七PMOS管P7、第一NMOS管N1、第二NMOS管N2、第三NMOS管N3、第四NMOS管N4、第五NMOS管N5、第六NMOS管N6、第一三極管Q1、第二三極管Q2、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3，