伪电阻电路和电荷检测电路制造技术

公开了能够抑制电阻值随着过程或温度的波动而产生的波动并便于调整的伪电阻电路。该伪电阻电路包括第一MOSFET、第二MOSFET、生成与绝对温度大致成正比的第一电流的第一电流源、以及生成与绝对温度成大致线性函数关系的第一电压的电压源。第一MOSFET的栅极和第二MOSFET的栅极连接在一起，第二MOSFET被连接成二极管，第一电流被提供给第二MOSFET的漏极，第一电压被提供给第二MOSFET的源极，且在第一MOSFET的漏极和源极之间形成其电阻值取决于第一MOSFET的栅极电压的电阻器。

Pseudo resistance circuit and charge detection circuit

A pseudo resistance circuit that suppresses fluctuations in resistance values as a result of fluctuations in process or temperature and is easily adjusted is disclosed. The pseudo resistor circuit includes a first MOSFET, second MOSFET, generation and the absolute temperature is roughly proportional to the first current of the current source, and the first generation and the absolute temperature is approximately linear relationship between the first voltage source. The first gate of the gate of the MOSFET and the second MOSFET are connected together, the second MOSFET is connected to the diode, a first current is supplied to the drain of the second MOSFET, the first voltage is supplied to the second MOSFET source, resistor and the formation of the gate voltage depends on the resistance value of the first MOSFET in between the drain and source of the first MOSFET the.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】伪电阻电路和电荷检测电路
本专利技术涉及伪电阻电路和电荷检测电路。
技术介绍
作为安装在电子装置上的传感器，使用电荷检测电路的传感器是已知的，该电荷检测电路被配置为根据从感测单元输出的电荷来输出电压。例如，专利文献1公开了在运算放大器的输入端子和输出端子之间提供并联连接的电容器和电阻器的电荷检测电路。在使用该电荷检测电路的传感器中，为了检测具有相当低的频率(例如，大约几mHz到几Hz)的信号，如生物信号，有必要通过电容器和电阻器来降低高通滤波器的截止频率。亦即，有必要增加电阻器的电阻值(例如，增加到大约10TΩ)。在增加电阻器的电阻值时，使用典型的电阻性元件就电路尺寸而言是不实际的。因此，例如专利文献2公开了使用MOSFET的弱反转区来形成具有较大电阻值的电阻器的配置。然而，使用MOSFET的弱反转区来实现电阻器时的一个缺陷是：随着过程或温度的波动，电阻值波动很大。为此，在使用MOSFET的弱反转区来实现电阻器时，有必要抑制过程中的波动或者温度的影响。例如，专利文献3公开了以下配置：使用具有温度依存性的多个电流源来调整MOSFET的栅极电压，由此抑制MOSFET的漏极电流的温度依存性。专利文献1：日本未决专利申请No.2008-224230专利文献2：国际公布No.95/25349专利文献3：PCT日文翻译专利公布：No.8-509312在专利文献3公开的配置中，为了抑制MOSFET的漏极电流的温度依存性，必须精确地设置根据实验发现的多个参数，且调整是困难的。
技术实现思路
已在考虑现有技术的限制的情况下完成了本文描述的专利技术，且本专利技术的目的是提供能够抑制电阻值随着或温度的波动而产生的波动并便于调整的伪电阻电路。因此，描述了根据本专利技术的一方面的伪电阻电路，该伪电阻电路包括第一MOSFET、第二MOSFET、生成与绝对温度大致成正比的第一电流的第一电流源、以及生成作为绝对温度的大致线性函数的第一电压的电压源，其中，第一MOSFET的栅极和第二MOSFET的栅极连接在一起，第二MOSFET被连接成二极管，第一电流被提供给第二MOSFET的漏极，第一电压被提供给第二MOSFET的源极，且在第一MOSFET的漏极和源极之间形成其电阻值取决于第一MOSFET的栅极电压的电阻器。根据本文的公开，有可能提供能够抑制电阻值随着过程或温度的波动而产生的波动并便于调整的伪电阻电路。附图说明图1是示出根据本专利技术实施例的伪电阻电路的配置示例的图。图2是示出图1中示出的电路的电流源和电压源的配置示例的图。图3是示出当仅关注N通道MOSFET时的电阻值的图。图4是示出当关注N通道MOSFET和电流源时的电阻值的图。图5是示出根据本专利技术实施例的电荷检测电路的配置示例的图。应该注意，附图不一定是按照比例绘制的，且出于说明目的，在所有附图中一般由类似的附图标记来表示类似结构或功能的元素。还应该注意到，附图仅旨在便于描述本文所描述的各个实施例。附图并不描述本文公开的教导的每个方面，且不限制权利要求的范围。具体实施方式在下面的描述中，仅出于解释的目的，特定的术语被阐述用以提供对本文所述的各个实施例的全面理解。然而，本领域技术人员显然应该明白，这些特定细节不是实施本文所述的概念所必需的。图1是示出根据本专利技术实施例的伪电阻电路的配置示例的图。伪电阻电路100包括N通道MOSFET110和120、电流源130和电压源140。N通道MOSFET110(第二MOSFET)被连接成二极管，且其栅极连接到N通道MOSFET120的栅极。将来自电流源130的电流IPTAT提供给N通道MOSFET110的漏极。将来自电压源140的电流Vbias提供给N通道MOSFET110的源极。N通道MOSFET120(第一MOSFET)的栅极连接到N通道MOSFET110的栅极。在伪电阻电路100中，N通道MOSFET120工作在弱反转区，由此在N通道MOSFET120的漏极和源极之间形成其电阻值Reff取决于栅极电压VG的电阻器。电流源130生成与绝对温度大致成正比的电流IPTAT(第一电流)。电流源130的配置示例将在下文描述。电压源140生成电压Vbias(第一电压)，该电压是绝对温度的大致线性函数。在该实施例中，如果N通道MOSFET120的源极电压Vs＝VCM，则建立关系Vbias＝VCM-A·T。在此，A是常数，且T是绝对温度。电压源140的配置示例将在下文描述。图2是示出图1中示出的电路100的电流源130和电压源140的配置示例的图。如图所示，电流源130包括电流源210和P通道MOSFET220。在电流源130中，从P通道MOSFET220的漏极输出电流IPTAT。电流源210(第三电流源)包括N通道MOSFET230和231、P通道MOSFET232和233、以及电阻器234。电流源210的输出电流是N通道MOSFET231的电流IDS2(第三电流)。如还示出的，N通道MOSFET230被连接成二极管，且其源极接地。N通道MOSFET231的栅极连接到N通道MOSFET230的栅极，且N通道MOSFET231的源极通过电阻器234接地。N通道MOSFET230和231的尺寸比例如是1：npTAT。P通道MOSFET232被配置为使得：电源电压VDD被施加到源极，漏极连接到N通道MOSFET230的漏极，且栅极连接到P通道MOSFET233的栅极。P通道MOSFET233被连接成二极管，且被配置为使得：电源电压VDD被施加到源极，且漏极连接到N通道MOSFET231的漏极。P通道MOSFET220被配置为使得：电源电压VDD被施加到源极，且栅极连接到P通道MOSFET233的栅极。P通道MOSFET232、233和220的尺寸比例如是1∶1∶1/n。在电流源130中，通过表达式(1)来表达N通道MOSFET230的栅-源电压VGS1：等式1：在此，k是玻尔兹曼常数，T是绝对温度，q是电荷，且K是K近似参数。IDS1是N通道MOSFET230中流动的电流，且IOS1是取决于N通道MOSFET230的尺寸的电流。电压VGS1也是N通道MOSFET231的栅极电压，并且可通过表达式(2)来表达：等式2VGS1＝VGS2+IDS2RPTAT...(2)在此，VGS2是N通道MOSFET231的栅-源电压。IDS2是N通道MOSFET231中流动的电流，亦即电流源210的输出电流。RPTAT是电阻器的电阻值。根据表达式(1)和(2)推导出表达式(3)。等式3在此，IOS2是取决于N通道MOSFET231的尺寸的电流。IDS2通过表达式(4)来表达。等式4在电流源130中，在N通道MOSFET231中流动的电流是IDS2。P通道MOSFET220按电流镜配置连接到P通道MOSFET233，并因此电流IPTAT通过表达式(5)来表达。等式5在此，B是常数。根据表达式(5)，从电流源130输出的电流IPTAT是与绝对温度大致成正比的电流。电压源140包括电阻器240和电流源250。在电压源140中，在电阻器240和电流源250之间输出电压Vbias。电阻器240(第一电阻器)被配置为使得将电压VCM(第二电压：与N通道MOSFET120的源极电压大致相同的电压)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伪电阻电路，包括：第一MOSFET，具有漏极、源极和栅极；第二MOSFET，具有漏极、源极和栅极，所述第二MOSFET的栅极耦接到所述第一MOSFET的栅极，所述第二MOSFET被连接成二极管；第一电流源，耦接到所述第二MOSFET的漏极，并被配置为生成与绝对温度大致成正比的第一电流；以及电压源，耦接到所述第二MOSFET的源极，并被配置为生成第一电压，所述第一电压是绝对温度的大致线性函数，其中，在所述第一MOSFET的漏极和源极之间形成电阻器，所述电阻器的电阻值取决于所述第一MOSFET的栅极电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种伪电阻电路，包括：第一MOSFET，具有漏极、源极和栅极；第二MOSFET，具有漏极、源极和栅极，所述第二MOSFET的栅极耦接到所述第一MOSFET的栅极，所述第二MOSFET被连接成二极管；第一电流源，耦接到所述第二MOSFET的漏极，并被配置为生成与绝对温度大致成正比的第一电流；以及电压源，耦接到所述第二MOSFET的源极，并被配置为生成第一电压，所述第一电压是绝对温度的大致线性函数，其中，在所述第一MOSFET的漏极和源极之间形成电阻器，所述电阻器的电阻值取决于所述第一MOSFET的栅极电压。2.根据权利要求1所述的伪电阻电路，其中，所述电压源生成的所述第一电压在绝对零度处与所述第一MOSFET的源极电压大致相等。3.根据权利要求2所述的伪电阻电路，其中，所述电压源包括：第一电阻器，具有第一端和第二端，其中，第二电压被施加到所述第一电阻器的第一端；以及第二电流源，耦接在所述第一电阻器的第二端与地之间，所述第二电流源被配置为生成与绝对温度大致成正比的第二电流。4.根据权利要求3所述的伪电阻电路，其中，所述电压源被配置为在所述第一电阻器的第二端输出所述第一电压。5.根据权利要求4所述的伪电阻电路，其中，所述第一电流源包括被配置为生成与绝对温度大致成正比的第三电流的第三电流源。6.根据权利要求5所述的伪电阻电路，其中，所述第一电流源基于所述第三电流生成所述第一电流。7.根据权利要求6所述的伪电阻电路，其中，所述第二电流源基于所述第三电流生成所述第二电流。8.根据权利要求7所述的伪电阻电路，其中，所述第二电流源包括：第三MOSFET，具有漏极、源极和栅极；第四MOSFET，被连接成二极管，第四MOSFET的漏极耦接到所述第三MOSFET的漏极，以及第四MOSFET的源极耦合到地；...

【专利技术属性】
技术研发人员：井田隼平，李海承，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，麻省理工学院，
类型：发明
国别省市：日本,JP