[發(fā)明專利]一種輸出多種溫度系數(shù)的電流基準(zhǔn)電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110318024.1
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113050743B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張有潤;趙乙薔;程雨凡;康仕杰;章登福;李逸康;甄少偉;張波
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發(fā)明公開了一種輸出多種溫度系數(shù)的電流基準(zhǔn)電路，屬于模擬集成電路技術(shù)領(lǐng)域。包括正溫度系數(shù)(PTAT：proportional to absolute temperature)電流產(chǎn)生電路、負(fù)反饋環(huán)路、負(fù)溫度系數(shù)(CTAT：complementary to absolute temperature)電流產(chǎn)生電路、多種溫度系數(shù)電流產(chǎn)生電路，以及啟動電路。利用PTAT電流與CTAT電流的線性疊加，通過調(diào)節(jié)比例系數(shù)，便可以得到多種溫度系數(shù)的電流基準(zhǔn)源，可以滿足各種不同電路的需求。PTAT電流產(chǎn)生電路中的負(fù)反饋環(huán)路直接用于三極管的電流鏡結(jié)構(gòu)，有效減小了電路中晶體管使用個數(shù)，適用于低電源電壓供電；PTAT電流產(chǎn)生電路中的負(fù)反饋環(huán)路也直接用于CTAT電流產(chǎn)生支路上，而不是兩個獨立的結(jié)構(gòu)，有效減少了電路中的電流支路，節(jié)省了面積，節(jié)約了功耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于模擬集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輸出多種溫度系數(shù)的電流基準(zhǔn)電路。

背景技術(shù)

基準(zhǔn)源電路在模擬集成電路的設(shè)計中扮演著重要的作用，廣泛地應(yīng)用在各種芯片中，例如數(shù)模轉(zhuǎn)換器，電源管理類芯片、傳感器芯片、檢測芯片等。基準(zhǔn)源電路是許多電路中非常重要的結(jié)構(gòu)，電路系統(tǒng)性能的優(yōu)劣直接受到電流基準(zhǔn)源的精度和穩(wěn)定性影響。除了常用的零溫度系數(shù)的電壓基準(zhǔn)源外，電流基準(zhǔn)在模擬集成電路設(shè)計中也很重要。由于電流在長金屬線上沒有損失，而電壓卻有損失，所以在布線比較復(fù)雜的模擬電路中，電流基準(zhǔn)更受歡迎。

通常在模擬集成電路中需要多種形式的電流基準(zhǔn)源。正溫度系數(shù)(PTAT：proportional to absolute temperature)電流用作放大器偏置以獲得恒定的gm、負(fù)溫度系數(shù)(CTAT：complementary to absolute temperature)電流用作溫度檢測、零溫度系數(shù)電流用作濾波器，以及用于產(chǎn)生電壓基準(zhǔn)。因此本發(fā)明設(shè)計了種輸出多種溫度系數(shù)的電流基準(zhǔn)源電路。傳統(tǒng)的電流基準(zhǔn)電路通常需要單獨設(shè)計PTAT電流產(chǎn)生電路與CTAT電流產(chǎn)生電路，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，功耗偏大，而該電流基準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)簡單，管子數(shù)目相對較少，參數(shù)設(shè)計靈活。同時該電路還能產(chǎn)生零溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電壓源，且基準(zhǔn)電壓可以任意取值。該電路結(jié)構(gòu)在低壓、低功耗的電路中具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述電流基準(zhǔn)源的各種性能要求，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功耗較大的問題，本發(fā)明提出了一種輸出多種溫度系數(shù)的電流基準(zhǔn)電路。將PTAT電流產(chǎn)生電路的負(fù)反饋環(huán)路用作三極管的電流鏡結(jié)構(gòu)，節(jié)約了管子個數(shù)，適用于低電源電壓供電；將PTAT電流產(chǎn)生電路中的負(fù)反饋環(huán)路用于CTAT電流產(chǎn)生的支路上，在不增加電路復(fù)雜度的同時，有效減小了電流支路，節(jié)省了面積，降低了功耗。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種輸出多種溫度系數(shù)的電流基準(zhǔn)電路。包括啟動電路，PTAT電流產(chǎn)生電路，負(fù)反饋環(huán)路，CTAT電流產(chǎn)生電路，多種溫度系數(shù)電流產(chǎn)生電路。

所述啟動電路包括第三NPN型三極管Q3、第四電阻R4、第七N型MOS管M7。

第三NPN型三極管Q3的基極接第二NPN型三極管Q2的基極，第三NPN型三極管Q3的發(fā)射極接地，第三NPN型三極管Q3的集電極接第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端接電源電壓；第七N型MOS管M7的柵極與漏極接在一起，接第三NPN型三極管Q3的集電極，第七N型MOS管M7的源極接第二NPN型三極管Q2的集電極。

所訴PTAT電流產(chǎn)生電路包括第一NPN型三極管，第二NPN型三極管，第一電阻，第一P型MOS管，第二P型MOS管。

第一NPN型三級管的基極與第二NPN型三極管的基極接在一起，第一NPN型三極管的發(fā)射極接第一電阻，第二NPN型三極管的發(fā)射極接地；第一電阻的另一端接地。