电流基准电路制造技术

本实用新型专利技术涉及电流基准电路。本实用新型专利技术的一个目的是提供电流基准电路。电流基准电路包括：设置在基板中的电压生成装置，该电压生成装置具有温度依赖性电压；电阻器，具有与电压生成装置成比例的比例温度依赖性电阻；一个或多个二极管，连接到电压生成装置以将电阻器热耦接到电压生成装置；以及热桥，包括耦接在一个或多个二极管和电阻器之间的一个或多个金属合金触点，一个或多个二极管在电路被通电时形成反向偏置结，其中热桥在电压生成装置和电阻器之间提供热传导以用于提供基准电流输出。一个实施例已经解决了技术问题中的至少一个并且实现了本实用新型专利技术的相应的有利效果。

Current reference circuit

The utility model relates to a current reference circuit. The purpose of the utility model is to provide a current reference circuit. The current reference circuit includes: a voltage generating device disposed in a substrate having a temperature-dependent voltage; a resistor having a proportional temperature-dependent resistance proportional to the voltage generating device; one or more diodes connected to the voltage generating device to thermally couple the resistor to the voltage generating device. A thermal bridge, including one or more metal alloy contacts coupled between one or more diodes and resistors, forms a reverse bias junction when the circuit is energized, wherein the thermal bridge provides heat conduction between the voltage generating device and the resistor for providing a reference current output. One embodiment has solved at least one of the technical problems and has realized the corresponding beneficial effect of the utility model.

【技术实现步骤摘要】
电流基准电路
本公开的各个方面涉及电子电路，并具体地讲涉及温度补偿的恒流系统。
技术介绍
集成电路(IC)通常需要相对于制造过程中的温度和变化都精确而稳定的恒定电流源(例如，电流基准)。在某些情况下，使用反馈放大器和带隙基准(BGR)电压源之间的电平移位级来实现恒定电流源，以增加温度工作范围。另外，这些恒定电流源可以用晶体管诸如n沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管来实现，其被配置为作为补偿温度变化的电阻器而工作。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供电流基准电路。根据一个方面，电流基准电路包括电压生成装置、电阻器、一个或多个二极管，以及热桥，该热桥包括设置在基板上的一个或多个金属合金触点。电压生成装置和电阻器具有相似的温度系数。二极管通过基板而热连接到电压生成装置。金属合金触点耦接在二极管和电阻器之间。当补偿电路通电时，二极管形成反向偏置结，使得热桥可以在电压生成装置和电阻器之间提供热传导。根据本技术的一个方面，一种电流基准电路，包括：设置在基板中的电压生成装置，所述电压生成装置具有温度依赖性电压；电阻器，所述电阻器具有与所述电压生成装置成比例的比例温度依赖性电阻；一个或多个二极管，所述一个或多个二极管连接到所述电压生成装置以将所述电阻器热耦接到所述电压生成装置；以及热桥，所述热桥包括耦接在所述一个或多个二极管和所述电阻器之间的一个或多个金属合金触点，所述一个或多个二极管在所述电路被通电时形成反向偏置结，其中所述热桥在所述电压生成装置和所述电阻器之间提供热传导以用于提供基准电流输出。优选地，所述电阻器电耦合到所述电压生成装置，使得当所述电路被通电时，通过所述电阻器生成由于所述电阻器的与所述电压生成装置成比例的温度依赖性电阻而被根据温度变化补偿的所述基准电流输出。优选地，所述电流基准电路还包括电压测量装置，所述电压测量装置测量所述电压生成装置两端的电压和所述电阻器两端的电压，其中通过所述电阻器的电流电平与所述电阻器两端的电压和由所述电压生成装置生成的电压的比值成比例。优选地，所述一个或多个二极管包括多个二极管，并且所述一个或多个金属合金触点包括多个金属合金触点，所述金属合金触点中的每一个都热耦接到所述一个或多个二极管中的相应的二极管的对应的N掺杂区域。优选地，所述电阻器形成在所述基板上方，并且所述热桥形成在所述电阻器和所述电压生成装置之间。优选地，所述电阻器由细长的金属合金部分形成。根据本技术的另一个方面，一种电流基准电路，包括：电压生成装置，具有温度依赖性电压；电阻器，具有与所述电压生成装置成比例的温度依赖性电阻；一个或多个二极管，连接到所述电压生成装置以将所述电阻器热耦接到所述电压生成装置；以及热桥，包括耦接在所述一个或多个二极管和所述电阻器之间的一个或多个金属合金触点；并且所述电压生成装置被配置为被通电，使得在所述一个或多个二极管中形成反向偏置结，其中所述热桥在所述电压生成装置和所述电阻器之间提供热传导以用于提供基准电流输出。优选地，所述电流基准电路还包括电压测量电路，所述电压测量电路被配置为测量所述电压生成装置两端的电压和所述电阻器两端的电压，其中通过所述电阻器的电流电平与所述电阻器两端的电压和由所述电压生成装置生成的电压的比值成比例。优选地，所述电阻器设置在基板上方，并且所述热桥形成在所述电阻器和所述电压生成装置之间。根据本技术的又一个方面，一种电流基准电路，包括：设置在基板中的与绝对温度成比例PTAT电路，所述PTAT电路具有温度依赖性电压；电阻器，所述电阻器具有与所述PTAT电路类似的相对成比例温度依赖性电阻，所述电阻器电耦合到所述PTAT电路并且由细长的金属合金部分形成；一个或多个二极管，所述一个或多个二极管连接到所述PTAT电路以热耦接所述基板和所述PTAT电路；以及热桥，所述热桥包括耦接在所述一个或多个二极管和所述电阻器之间的一个或多个金属合金触点，所述一个或多个二极管在所述电流基准电路被通电时形成反向偏置结，其中所述热桥在所述PTAT电路和所述电阻器之间提供热传导以用于提供基准电流输出。优选地，所述一个或多个二极管包括单个二极管，并且所述一个或多个金属合金触点包括多个金属合金触点，所述金属合金触点中的每一个都热耦接到所述单个二极管的N掺杂区域。一个实施例已经解决了技术问题中的至少一个并且实现了本技术的相应的有利效果。附图说明通过以下对本公开的技术的特定实施方案的描述，这些技术的各种特征和优点将显而易见，如附图所示。应当注意，附图未必按比例绘制；而是将重点放在示出技术概念的原理。另外，在附图中，类似的参考符号在不同的视图中可指代相同的部件。附图仅描绘本公开的典型实施方案，并且因此不应视为在范围上具有限制性。图1A示出了根据本公开的一个实施方案的示例性电流基准电路。图1B示出了根据本公开的一个实施方案的图1的电流基准电路的示例性电子实施方式。图2示出了可以由使用根据本公开一个实施方案的典型方法所制造的晶体管显示的电流基准曲线的示例。图3A和图3B分别示出了根据本公开一个实施方案的温度补偿电路的某些部件的示例性物理布置方式的侧视截面图和俯视图。图3C示出了可以用于对图3A和图3B所示的物理布置进行模型表示的示例性电子原理图。图4A和图4B分别示出了根据本公开一个实施方案的温度补偿电路的某些部件的另一种示例性物理布置方式的侧视截面图和俯视图。图4C示出了可以用于对图4A和图4B所示的物理布置进行模型表示的示例性电子原理图。图5示出了根据本公开一个实施方案的实现为电流基准的示例性温度补偿电路。图6示出了根据本公开一个实施方案的实现为电流传感器的示例性温度补偿电路。图7A和图7B分别是示出根据本公开一个实施方案的可被实现为电流传感器的另一示例性温度补偿电路的示意图和物理布置方式。具体实施方式本公开的实施方案提供了一种电路，该电路可以是单片电路，其在存在温度变化的情况下提供恒定的电流输出。在一个具体示例中，该电路使用与绝对温度(PTAT)成比例电路的晶体管热耦接的电阻器。该电阻器的温度系数类似于PTAT电路的温度系数，用于共同地自电路提供温度电流电平，否则电流电平可能受到温度的升高或降低的影响。虽然传统的电流基准技术通常涉及使用多晶硅材料，但多晶硅材料电阻已表现出会随着时间推移而发生漂移，例如，多晶硅材料随着时间的推移易于扩散氢，从而改变其电阻值，并导致发生随着时间的漂移。本公开的实施方案通过下述来解决这个问题：提供由诸如相对不受扩散效应影响的金属材料所制成的电阻器，并且将该电阻器热耦接到恒流电路的驱动晶体管，使得电阻器的温度可以保持为与驱动晶体管的温度相对地相似，从而补偿温度变化。技术的进步推动了对电流测量设备精度不断提高的需求。例如，人们目前开发了新型汽车设计，其移位机构由具有这样一种电流源的电子电路所控制：该电流源通常需要在相对宽的工作温度范围(例如，-40至+150摄氏度)内维持+/-0.25％的精度。在自动变速器中，齿轮由电磁阀控制的液压所选择。螺线管又由电流信号控制，该电流信号对于变速器的正确操作来说应该是相对精确的。此外，电流信号应随时间而稳定(例如，在安装有变速器的车辆的寿命期内)。为了达到该电流精度的水平，在温度和时间上具有低漂移的电流基准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流基准电路，包括：设置在基板中的电压生成装置，所述电压生成装置具有温度依赖性电压；电阻器，所述电阻器具有与所述电压生成装置成比例的比例温度依赖性电阻；一个或多个二极管，所述一个或多个二极管连接到所述电压生成装置以将所述电阻器热耦接到所述电压生成装置；以及热桥，所述热桥包括耦接在所述一个或多个二极管和所述电阻器之间的一个或多个金属合金触点，所述一个或多个二极管在所述电路被通电时形成反向偏置结，其中所述热桥在所述电压生成装置和所述电阻器之间提供热传导以用于提供基准电流输出。

【技术特征摘要】
2016.07.26 US 15/220,3271.一种电流基准电路，包括：设置在基板中的电压生成装置，所述电压生成装置具有温度依赖性电压；电阻器，所述电阻器具有与所述电压生成装置成比例的比例温度依赖性电阻；一个或多个二极管，所述一个或多个二极管连接到所述电压生成装置以将所述电阻器热耦接到所述电压生成装置；以及热桥，所述热桥包括耦接在所述一个或多个二极管和所述电阻器之间的一个或多个金属合金触点，所述一个或多个二极管在所述电路被通电时形成反向偏置结，其中所述热桥在所述电压生成装置和所述电阻器之间提供热传导以用于提供基准电流输出。2.根据权利要求1所述的电流基准电路，其中所述电阻器电耦合到所述电压生成装置，使得当所述电路被通电时，通过所述电阻器生成由于所述电阻器的与所述电压生成装置成比例的温度依赖性电阻而被根据温度变化补偿的所述基准电流输出。3.根据权利要求1所述的电流基准电路，还包括电压测量装置，所述电压测量装置测量所述电压生成装置两端的电压和所述电阻器两端的电压，其中通过所述电阻器的电流电平与所述电阻器两端的电压和由所述电压生成装置生成的电压的比值成比例。4.根据权利要求1所述的电流基准电路，其中所述一个或多个二极管包括多个二极管，并且所述一个或多个金属合金触点包括多个金属合金触点，所述金属合金触点中的每一个都热耦接到所述一个或多个二极管中的相应的二极管的对应的N掺杂区域。5.根据权利要求1所述的电流基准电路，其中所述电阻器形成在所述基板上方，并且所述热桥形成在所述电阻器和所述电压生成装置之间。6.根据权利要求1所述的电流基准电路，其中所述电阻器由细长的金属合金部分形成。7.一种电流基准电路，包括：电压生成装置，具有温度依赖性电...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·伯廷，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US