[發明專利]具有低溫度系數的電流源基準電路

有效

• 申請號: 201310642704.4
• 申請日: 2013-12-01
• 公開（公告）號: CN103631306A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 來新泉;李林;邵麗麗;田磊
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，涉及模擬集成電路，特別是一種具有低溫度系數的電流源基準電路。

背景技術

在模擬集成電路領域，電流源得到了廣泛的應用，它是一個直流量，為芯片各個模塊提供偏置，影響著芯片各模塊的性能，如功耗，放大倍數，噪聲，工作范圍等。通常，我們希望產生一個與電源電壓和工藝無關、具有特定的溫度特性的直流電流，在大多數應用中，所要求的溫度關系采用下面的三種形式中的一種：

（1）與絕對溫度成正比；

（2）與絕對溫度成反比；

（3）與溫度無關。

在這里，與溫度無關的電流源更符合大多數模擬集成電路的需求，因此得到了最廣泛的應用。

圖1顯示了傳統的電流源基準方框圖，它包括運算放大器100，電阻R，低壓NMOS管M_N和電流鏡單元；運算放大器100，其正向輸入端a連接基準電壓Vref，其反向輸入端b通過電阻R連接到地，其輸出端o連接到低壓NMOS管M_N的柵極；該低壓NMOS管M_N的漏極連接到電流源單元，其源極連接到運算放大器100的反向輸入端b，從而構成負反饋環路，保證流過低壓NMOS管M_N的電流I₁恒等于Vref/R。通過調節電流鏡單元中MOS管的尺寸，以調節輸出電流I₂～I_N的大小。通常，采用帶隙結構可產生接近零溫度系數的基準電壓Vref，但由于電阻R具有特定的溫度系數，使得流過低壓NMOS管M_N的輸出電流I₁隨溫度變化，這個輸出電流通過電流鏡鏡像到電路的各個模塊，從而影響到整個電路的性能。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有基準電流源的不足，提供一種具有低溫度系數的電流源基準電路，以降低輸出電流的溫度系數，提高輸出電流的準確性。

實現本發明目的技術方案是：通過增加一路溫度補償電流對輸出電流進行溫度補償，降低輸出電流的溫度系數。整個電路包括：基準電流單元1和電流鏡單元3，其特征在于：電流鏡單元3包括第一電流鏡31和第二電流鏡32，基準電流單元1連接在第一電流鏡31的輸入端e，用于產生大小可調的負溫度系數電流I_N；第二電流鏡32的輸入端f連接有溫度補償單元2，用于產生大小可調的補償電流I_P，這兩個電流鏡的輸出端相連，輸出溫度系數小于75ppm/℃的低溫度系數基準電流I_O。

作為優選，所述的基準電流單元1，包括運算放大器11，第一電阻R₁，第一低壓NMOS管M₁；該運算放大器11的正向輸入端a連接外部帶隙基準模塊輸出的基準電壓Vref，其反向輸入端b通過第一電阻R₁連接到地，其輸出端o連接到第一低壓NMOS管M₁的柵極；第一低壓NMOS管M₁的源極連接到運算放大器11的反向輸入端b，其漏極連與第一電流鏡相連。

作為優選，所述的第一電流鏡31，包括第三低壓PMOS管M₃和第四低壓PMOS管M₄，第三低壓PMOS管M₃的柵極與其自身的漏極和第四低壓PMOS管M₄的柵極相連，并連接基準電流單元1中第一低壓NMOS管M₁的漏極，第四低壓PMOS管M₄的漏極與第二電流鏡相連，這兩個低壓PMOS管M₃與M₄的源極相連，并連接到電源VDD。

作為優選，所述的第二電流鏡32，包括第五低壓PMOS管M₅和第六低壓PMOS管M₆，這兩個低壓PMOS管M5和M6的源極相連，并連接到電源VDD；第六低壓PMOS管M₆的柵極與其自身的漏極和第五低壓PMOS管M₅的柵極相連，并連接到溫度補償單元2，第五低壓PMOS管M₅的漏極與第一電流鏡中第四低壓PMOS管M₄的漏極相連。