一种高精度的电流基准电路制造技术

本发明专利技术提供一种高精度的电流基准电路，包括多个MOS管、多晶硅电阻R1和R0、PNP三极管Q1和Q2等,其中Q2和R0并联，Q1和R1并联，这种三极管与多晶硅电阻并联的形式就是该电路的核心架构，NM2和NM3，NM0和NM1分别构成电流镜，电流镜的偏置电流来自于三极管与多晶硅电阻的叠加电流，最后由PM7和PM8、PM4和PM5分别构成的电流镜输出得到一个正温度系数电流与一个负温度系数的电流，相互叠加后获得一个与温度无关的基准电流Iref。本发明专利技术相对于一般的经典电流基准电路结构简单，具有更加良好的温度系数，降低了电路成本以及使用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度的电流基准电路
本专利技术涉及集成电路
，具体涉及一种高精度的电流基准电路。
技术介绍
由于集成电路行业的不断创新，在数模混合或者模拟集成电路当中，芯片里面的基准源一直是研究的热点，除了使用频率很高的电压基准源以外，电流基准也得到了日益广泛地重视与应用。尤其是在为其他电路模块提供偏置电流，例如运算放大器、振荡器以及高精度A/D转换器等有关模拟电路中,大多数都要用到电流作为基准。想要优化常用电路的性能，对基准电流的要求越来越苛刻，所以创建一个和电源以及生产工艺基本没有关系、并且具备优良的温度特性的电流基准就显得尤为关键，当今的电流基准架构复杂，一般输出都需要放大器来作为缓冲，不但设计起来麻烦，还占用较大的版图面积，所以如何完成结构简单、精度高以及温度特性好的电流基准成为本项目的研究重点。如图1所示是一个典型的电流基准电路，在传统的集成电路的电流基准的设计过程当中,一般都是借助于前一级的电压基准电路来转化成我们需要的基准电流，从图中能够看出来，Vref为已经产生的带隙基准电压,具备优良的温度特性，输入到运算放大器的正向端，运算放大器起缓冲器的作用，M3和运放形成了负反馈并构成了电压—电流转换电路，由于放大器的作用，使Vref＝V1所以M1支路的电流为把基准电压转换成为基准电流,M1和M2构成电流镜，把已经得到的基准电流输出给需要的功能模块。但是虽然利用基准电压能得到电源抑制比较高的基准电流，受工艺、温度影响较低的电流基准。但是由于放大器的存在以及电阻R1的温度的特性影响，因此，我们说该电路存在输入失调的问题，精度不是特别的高，而且放大器的结构设计起来复杂，占用版图的面积大等问题，而且由于实际项目的要求越来越高，高精度、简单化、性能好的电路构造就显得很关键了。所以，在本申请当中就提出了一种可在CMOS工艺下完成的新型电阻补偿电流基准电路。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的问题是提供一种高精度的电流基准电路。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高精度的电流基准电路，包括PM1、PM2、PM3、PM4、PM5、PM6、PM7、PM8、NM0、NM1、NM2、NM3、R1、R0、Q1和Q2，所述PM1、所述PM2、所述PM3、所述PM4、所述PM5、所述PM6、所述PM7和所述PM8均为PMOS管，所述NM0、所述NM1、所述NM2和所述NM3均为NMOS管，所述R1和所述R0均为多晶硅电阻，所述Q1和所述Q2均为PNP型的三极管；所述PM2的源极接电源VDD，所述PM2的漏极接电流基准的输入端，所述PM2的栅极连接所述PM1的栅极和所述PM3的栅极；所述PM2和所述PM1构成电流镜，所述PM1的源极连接所述PM3的漏极，所述PM1的漏极连接所述Q1的发射极，所述Q1的发射极和基极之间连接有所述R1，所述Q1的集电极接地，所述Q1的基极还连接所述NM2的栅极和所述NM3的栅极，所述NM2和所述NM3构成电流镜，所述NM2的栅极与其漏极互连，所述NM2的源极和所述NM3的源极接地，所述NM3的漏极连接所述PM4的栅极和PM5的栅极，所述PM4与PM5构成电流镜，所述PM4的栅极与其漏极互连，所述PM4的源极和所述PM5的源极均接VDD，所述PM5的漏极连接所述PM8的漏极；所述PM6的源极接电源VDD，所述PM6的漏极连接所述Q2的发射极，所述Q2的发射极和基极之间连接有所述R0，所述Q2的集电极接地，所述PM6的栅极连接所述NM3漏极和所述PM4的漏极，所述Q2的基极还连接所述NM1的栅极和所述NM0的栅极，所述NM1的源极和所述NMO的源极接地，所述NM1和NM0构成电流镜，所述NM1的栅极与其漏极互连，所述NMO的漏极连接所述PM7和所述M8的栅极，所述PM7和PM8构成电流镜，所述PM7的栅极与其漏极互连，所述PM7的源极接电源VDD，所述PM8的源极接电源VDD，所述PM8的漏极和所述PM5的漏极共同输出基准电流Iref。优选地，所述PM1和PM2的尺寸比例为3：2。优选地，所述R0和R1的阻值相同，设置在300K-400K之间。优选地，所述Q2和Q1的发射极面积的比例为1：1。优选地，所述PM6和PM4的尺寸比例为2：1。本专利技术具有的优点和积极效果是：通过利用三极管与多晶硅电阻并联的形式构建电路，NM2、NM3，NM0和NM1分别构成电流镜，电流镜的偏置电流来自于三极管与多晶硅电阻的叠加电流，最后由PM7和PM8、PM4和PM5分别构成的电流镜输出得到一个正温度系数电流与一个负温度系数的电流，相互叠加后获得一个与温度无关的基准电流Iref；本专利技术相对于一般的经典电流基准电路而言结构简单，具有更加良好的温度系数，降低了电路成本以及使用成本。附图说明图1是
技术介绍
所述的一种典型的电流基准电路原理图；图2是现有技术的一种电流基准电路原理图；图3是本专利技术的一种高精度的电流基准电路的具体实施方式的电路原理图。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合具体实施例和附图对本专利技术进行进一步地描述。如图1至图3所示，本专利技术提供一种高精度的电流基准电路，包括PM1、PM2、PM3、PM4、PM5、PM6、PM7、PM8、NM0、NM1、NM2、NM3、R1、R0、Q1和Q2，所述PM1、所述PM2、所述PM3、所述PM4、所述PM5、所述PM6、所述PM7和所述PM8均为PMOS管，所述NM0、所述NM1、所述NM2和所述NM3均为NMOS管，所述R1和所述R0均为多晶硅电阻，所述Q1和所述Q2均为PNP型的三极管；所述PM2的源极接电源VDD，所述PM2的漏极接电流基准的输入端，所述PM2的栅极连接所述PM1的栅极和所述PM3的栅极；所述PM2和所述PM1构成电流镜，所述PM1的源极连接所述PM3的漏极，所述PM1的漏极连接所述Q1的发射极，所述Q1的发射极和基极之间连接有所述R1，所述Q1的集电极接地，所述Q1的基极还连接所述NM2的栅极和所述NM3的栅极，所述NM2和所述NM3构成电流镜，所述NM2的栅极与其漏极互连，所述NM2的源极和所述NM3的源极接地，所述NM3的漏极连接所述PM4的栅极和PM5的栅极，所述PM4与PM5构成电流镜，所述PM4的栅极与其漏极互连，所述PM4的源极和所述PM5的源极均接VDD，所述PM5的漏极连接所述PM8的漏极；所述PM6的源极接电源VDD，所述PM6的漏极连接所述Q2的发射极，所述Q2的发射极和基极之间连接有所述R0，所述Q2的集电极接地，所述PM6的栅极连接所述NM3漏极和所述PM4的漏极，所述Q2的基极还连接所述NM1的栅极和所述NM0的栅极，所述NM1的源极和所述NMO的源极接地，所述NM1和NM0构成电流镜，所述NM1的栅极与其漏极互连，所述NMO的漏极连接所述PM7和所述M8的栅极，所述PM7和PM8构成电流镜，所述PM7的栅极与其漏极互连，所述PM7的源极接电源VDD，所述PM8的源极接电源VDD，所述PM8的漏极和所述PM5的漏极共同输出基准电流Iref。进一步地，所述PM1和PM2的尺寸比例为3：2。进一步地，所述R0和R1的阻值相同，设置在300K-400K之间。进一步地，所述Q2和Q1的发射极面积的比例为1：1。进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度的电流基准电路，其特征在于：包括PM1、PM2、PM3、PM4、PM5、PM6、PM7、PM8、NM0、NM1、NM2、NM3、R1、R0、Q1和Q2，所述PM1、所述PM2、所述PM3、所述PM4、所述PM5、所述PM6、所述PM7和所述PM8均为PMOS管，所述NM0、所述NM1、所述NM2和所述NM3均为NMOS管，所述R1和所述R0均为多晶硅电阻，所述Q1和所述Q2均为PNP型的三极管；所述PM2的源极接电源VDD，所述PM2的漏极接电流基准的输入端，所述PM2的栅极连接所述PM1的栅极和所述PM3的栅极；所述PM2和所述PM1构成电流镜，所述PM1的源极连接所述PM3的漏极，所述PM1的漏极连接所述Q1的发射极，所述Q1的发射极和基极之间连接有所述R1，所述Q1的集电极接地，所述Q1的基极还连接所述NM2的栅极和所述NM3的栅极，所述NM2和所述NM3构成电流镜，所述NM2的栅极与其漏极互连，所述NM2的源极和所述NM3的源极接地，所述NM3的漏极连接所述PM4的栅极和PM5的栅极，所述PM4与PM5构成电流镜，所述PM4的栅极与其漏极互连，所述PM4的源极和所述PM5的源极均接VDD，所述PM5的漏极连接所述PM8的漏极；所述PM6的源极接电源VDD，所述PM6的漏极连接所述Q2的发射极，所述Q2的发射极和基极之间连接有所述R0，所述Q2的集电极接地，所述PM6的栅极连接所述NM3漏极和所述PM4的漏极，所述Q2的基极还连接所述NM1的栅极和所述NM0的栅极，所述NM1的源极和所述NMO的源极接地，所述NM1和NM0构成电流镜，所述NM1的栅极与其漏极互连，所述NMO的漏极连接所述PM7和所述M8的栅极，所述PM7和PM8构成电流镜，所述PM7的栅极与其漏极互连，所述PM7的源极接电源VDD，所述PM8的源极接电源VDD，所述PM8的漏极和所述PM5的漏极共同输出基准电流Iref。...

【技术特征摘要】
1.一种高精度的电流基准电路，其特征在于：包括PM1、PM2、PM3、PM4、PM5、PM6、PM7、PM8、NM0、NM1、NM2、NM3、R1、R0、Q1和Q2，所述PM1、所述PM2、所述PM3、所述PM4、所述PM5、所述PM6、所述PM7和所述PM8均为PMOS管，所述NM0、所述NM1、所述NM2和所述NM3均为NMOS管，所述R1和所述R0均为多晶硅电阻，所述Q1和所述Q2均为PNP型的三极管；所述PM2的源极接电源VDD，所述PM2的漏极接电流基准的输入端，所述PM2的栅极连接所述PM1的栅极和所述PM3的栅极；所述PM2和所述PM1构成电流镜，所述PM1的源极连接所述PM3的漏极，所述PM1的漏极连接所述Q1的发射极，所述Q1的发射极和基极之间连接有所述R1，所述Q1的集电极接地，所述Q1的基极还连接所述NM2的栅极和所述NM3的栅极，所述NM2和所述NM3构成电流镜，所述NM2的栅极与其漏极互连，所述NM2的源极和所述NM3的源极接地，所述NM3的漏极连接所述PM4的栅极和PM5的栅极，所述PM4与PM5构成电流镜，所述PM4的栅极与其漏极互连，所述PM4的源极和所述PM5的源极均接VDD，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：段权珍，汪煊，黄胜明，李素文，张国辉，张学涛，
申请(专利权)人：天津三源兴泰微电子技术有限公司，天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津,12