[實用新型]一種高壓PTAT電流源電路

有效

• 申請號: 202223457082.1
• 申請日: 2022-12-23
• 公開（公告）號: CN219066050U
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 曹華
• 申請（專利權）人: 無錫中科微電子工業技術研究院有限責任公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅

本實用新型公開了一種高壓PTAT電流源電路，屬于模擬集成電路設計領域。一種高壓PTAT電流源電路，包括高壓電流偏置電路、高壓PTAT電流生成電路和高壓電流鏡電路，所述高壓電流偏置電路與所述高壓PTAT電流生成電路連接，所述高壓電流鏡電路與所述高壓PTAT電流生成電路連接；所述高壓電流偏置電路能夠產生偏置電流，所述高壓PTAT電流生成電路能夠產生與電源電壓無關的PTAT電流，所述高壓電流鏡電路能夠復制PTAT電流。本實用新型相比傳統帶隙PTAT電流源電路，減少一條電流支路，并且高壓偏置電流電路中不需要高壓管，因此減少了高壓管的數量，縮小了芯片的面積；同時減小了電流，降低了功耗。

技術領域

本實用新型屬于模擬集成電路設計領域，特別是涉及一種高壓PTAT電流源電路。

背景技術

PTAT(Proportional?to?absolute?temperature)電流源是一種輸出電流與絕對溫度成正比的電路，廣泛應用于模擬集成電路和混合信號集成電路。PTAT電流源為集成電路中其它模塊提供電流。

傳統的應用于低壓電源的帶隙PTAT電流源，一般都有帶隙結構和啟動電路。其中帶隙結構一般由兩條PTAT電流支路組成，兩條支路的電流相等或成整數倍關系。在高壓電源的應用環境中，為了實現承受高壓的目的，在傳統的結構的基礎上，無論是帶隙結構和啟動電路，都需要插入或更換高壓器件。傳統的高壓PTAT電流源電路如圖1所示。P101、P102、P105、P106組成的電流鏡使Q101和Q102的電流相等或成整數倍關系。電阻R101上的電流即為PTAT電流。此PTAT電流通過電流鏡P101、P104、P105、P108復制，輸出給芯片中其它模塊使用。P103、P107、P109、R102、Z101、Z102組成啟動電路，啟動過程中P109導通，啟動完成后P109截止。R102為大電阻，啟動完成后R102上的電壓接近VDD，使P109截止。齊納二極管Z101和Z102是P109的柵極氧化層保護電路，防止上電過程中P109的柵氧被高壓擊穿。圖1所示的傳統高壓PTAT電流源電路中，至少需要采用5個高壓管，它們分別是N102、P106、P107、P108、P109。高壓管一般尺寸很大，占用很大的版圖面積。同時啟動電路中使用的齊納二極管進一步增加了版圖面積。

發明內容

本實用新型的目的是為了克服上述傳統結構的PTAT電流源的不足，提出一種適用于高壓電源的，結構簡單的低成本高壓PTAT電流源電路方案。

本實用新型采用了如下技術方案：一種高壓PTAT電流源電路，包括高壓電流偏置電路、高壓PTAT電流生成電路和高壓電流鏡電路，所述高壓電流偏置電路與所述高壓PTAT電流生成電路連接，所述高壓電流鏡電路與所述高壓PTAT電流生成電路連接；

所述高壓電流偏置電路能夠產生偏置電流，所述高壓PTAT電流生成電路能夠產生與電源電壓無關的PTAT電流，所述高壓電流鏡電路能夠復制PTAT電流。

進一步地，所述高壓電流偏置電路包括：電阻R1、電阻R2和MOS管P1，所述電阻R1的一端連接電源電壓，所述電阻R1的另一端連接電阻R2的一端與MOS管P1的源極，所述MOS管P1的柵極連接所述電阻R2的另一端以及高壓PTAT電流生成電路，所述MOS管P1的漏極連接信號地。

進一步地，所述高壓PTAT電流生成電路包括MOS管N1、MOS管N2、三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4和電阻R3；

所述MOS管N1的漏極連接高壓電流偏置電路，所述MOS管N1的柵極連接MOS管N1的漏極以及MOS管N2的柵極，所述MOS管N1的源極連接三極管Q1的基極與三極管Q1的集電極，所述三極管Q1的基極連接三極管Q3的基極，所述三極管Q1的發射極連接三極管Q2的集電極以及三極管Q4的基極，所述三極管Q2的基極連接三極管Q4的集電極，所述三極管Q2的發射極連接信號地；