一种双用途电流源产生器制造技术

本发明专利技术公开一种双用途电流源产生器，包括带隙源核心模块、隔离模块二、滤波器、基准电流产生器、隔离模块一和PTAT 电流产生器，所述带隙源核心模块，用于产生稳定基准电压；所述隔离模块二与所述带隙源核心模块连接，用于对所述稳定基准电压进行噪声隔离；所述滤波器与所述隔离模块二连接；所述基准电流产生器与所述滤波器连接；所述隔离模块一与所述带隙源核心模块连接；所述PTAT 电流产生器与所述隔离模块一连接。本专利有两种用途：一是提供随温度变化很小的电流源，二是提供随温度升高而升高（PTAT）的电流源；具有高 PSRR、超低温度系数、极低噪声性能和正温度系数的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电流源产生器，特别是用于手机和物联网射频通讯集成电路的电流源产生器。
技术介绍
在电子设备领域，特别是手机和物联网射频通讯集成电路设计中，都需要通过带隙源（bandgap）产生低功耗、高PSRR（PowerSupplyRejectionRatio，电源抑制比）、低噪声、超低温度系数的、可调的精确的电压和电流，同时还需要产生精确的正温度系数的电流，如低至1uA、5uA的低电流。对于一个SOC（SystemonChip，片上系统）芯片而言，需要低成本，则可依赖数字的可调，需要高PSRR，低的输出阻抗，低功耗，还要面积小，适合集成。如图1是通常的带隙源的结构示意图，利用D1和D2的器件个数比，并利用运放把Va和Vb钳制相等，再调试合适的R1、R2、R3的电阻值，得到基准电压Vref，完成电流产生器的设计。上述这种结构只能产生精确的基准电压，其功耗和PSRR性能一般，想要得到一个低功耗、高PSRR、低噪声的基准源则达不到。PSRR通常在低频是比较大，在中频时比较弱，在高频时又变得大。同时基准源需要输出低的阻抗，这样在一个很宽的频率范围内，当并联噪声源时，能有效地降低对输出的波动影响。带隙源的波动因数有：电源波动、输出波动、工艺波动（corner）、器件失配、封装影响、温度波动。为了减少温度范围的波动，许多高阶的温度补偿技巧开发出来，如正交温度补偿、指数温度补偿、分段线性补偿、温度相关的电阻比率补偿。基本思路是实现数学函数抵消PN结的高阶温度系数。然而这些方法要求精确的电流镜匹配，否则在参考电压输出引入误差。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种双用途电流源产生器。该电流源产生器有两种用途：一是提供随温度变化很小的电流源，二是提供随温度升高而升高（PTAT）的电流源，用以解决现有技术中电流源产生器不能同时具有低功耗、高PSRR、低噪声的问题。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种双用途电流源产生器，包括带隙源核心模块、隔离模块二、滤波器、基准电流产生器、隔离模块一和PTAT电流产生器，所述带隙源核心模块，用于产生稳定基准电压；所述隔离模块二与所述带隙源核心模块连接，用于对所述稳定基准电压进行噪声隔离；所述滤波器与所述隔离模块二连接，用于对隔离噪声后的所述稳定基准电压进行滤波；所述基准电流产生器与所述滤波器连接，用于产生基准电流；所述隔离模块一与所述带隙源核心模块连接，用于对所述稳定基准电压进行噪声隔离；所述PTAT电流产生器与所述隔离模块一连接，用于产生正温度系数的电流。进一步地，所述带隙源核心模块，包括preLDO电路、金属氧化物半导体场效应晶体管MP1、MP2、MP3、MP4、MN1和MN2，以及三极管PNP1、PNP2和PNP3，所述金属氧化物半导体场效应晶体管MP1的栅极分别与金属氧化物半导体场效应晶体管MP2、MP3、MP4的栅极连接；金属氧化物半导体场效应晶体管MP1、MP2、MP3和MP4的源极均与preLDO电路连接；金属氧化物半导体场效应晶体管MP2的栅极与其漏极连接；金属氧化物半导体场效应晶体管MN1的栅极与金属氧化物半导体场效应晶体管MN2的栅极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管MN1的栅极与其漏极连接；金属氧化物半导体场效应晶体管MP1、MP2、MP3和MP4的源级连接在一起；金属氧化物半导体场效应晶体管MP1的漏极与金属氧化物半导体场效应晶体管MN1的漏极连接；金属氧化物半导体场效应晶体管MP2的漏极与金属氧化物半导体场效应晶体管MN2的漏极连接；金属氧化物半导体场效应晶体管MN1的源极通过电阻R1与三极管PNP1的发射极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管MN2的源极与三极管PNP2的发射极连接，三极管PNP1的基极与三极管PNP2的基极连接；三极管PNP2的发射极通过电阻R2与MP3的漏极连接；三极管PNP3的发射极通过电阻R3与金属氧化物半导体场效应晶体管MP4的漏极连接，三极管PNP3的基极与其集电极连接；三极管PNP1、PNP2和PNP3的集电极连接在一起；所述金属氧化物半导体场效应晶体管MP1、MP2、MN1和MN2管构成自偏置镜像电流源结构，用以调节金属氧化物半导体场效应晶体管MP1、MP2、MP3和MP4的宽长比；金属氧化物半导体场效应晶体管MN1和MN2组成N型电流镜。进一步地，所述preLDO电路包括误差放大器、金属氧化物半导体场效应晶体管PM6和NM7，其中误差放大器的两个输入端分别与金属氧化物半导体场效应晶体管MP1和MP2的漏极连接，输出端分别与金属氧化物半导体场效应晶体管PM6的漏极和金属氧化物半导体场效应晶体管NM7的栅极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管PM6的漏极和金属氧化物半导体场效应晶体管NM7的漏极连接，NM7的源极接地。进一步地，所述误差放大器包括金属氧化物半导体场效应晶体管PM1、PM2、PM3、PM4、NM1、NM2和NM3，其中，金属氧化物半导体场效应晶体管PM1的栅极与金属氧化物半导体场效应晶体管PM2的栅极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管PM1的源极与金属氧化物半导体场效应晶体管PM2的源极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管PM1的漏极与金属氧化物半导体场效应晶体管NM1的漏极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管PM1的栅极与其漏极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管PM2的漏极同时与金属氧化物半导体场效应晶体管PM3、PM4的源极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管PM3的漏极与金属氧化物半导体场效应晶体管NM2的漏极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管PM4的漏极与金属氧化物半导体场效应晶体管NM3的漏极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管NM3的漏极与其栅极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管NM1、NM2和NM3的栅极连接在一起，金属氧化物半导体场效应晶体管NM1、NM2和NM3的源极连接在一起，金属氧化物半导体场效应晶体管PM3的栅极和金属氧化物半导体场效应晶体管PM4的栅极为误差放大器EA的两个输入端A、B，金属氧化物半导体场效应晶体管PM4的源极为误差放大器EA的输出端V_out。进一步地，所述隔离模块一包括运算放大器，运算放大器的负端与输出端连接。进一步地，所述隔离模块一和隔离模块二结构相同。进一步地，所述滤波模块包括彼此连接的MOS电容和电阻，电阻的阻值大于50kΩ且小于200kΩ；MOS电容的电容值大于0.1nf且小于1nf。进一步地，所述电流源产生器上电连接有自校准电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双用途电流源产生器，其特征在于：包括带隙源核心模块、隔离模块二、滤波器、基准电流产生器、隔离模块一和PTAT 电流产生器，所述带隙源核心模块，用于产生稳定基准电压；所述隔离模块二与所述带隙源核心模块连接，用于对所述稳定基准电压进行噪声隔离；所述滤波器与所述隔离模块二连接，用于对隔离噪声后的所述稳定基准电压进行滤波；所述基准电流产生器与所述滤波器连接，用于产生基准电流；所述隔离模块一与所述带隙源核心模块连接，用于对所述稳定基准电压进行噪声隔离；所述PTAT 电流产生器与所述隔离模块一连接，用于产生正温度系数的电流。

【技术特征摘要】
1.一种双用途电流源产生器，其特征在于：包括带隙源核心模块、隔离模块二、滤波器、
基准电流产生器、隔离模块一和PTAT电流产生器，所述带隙源核心模块，用于产生稳定基
准电压；所述隔离模块二与所述带隙源核心模块连接，用于对所述稳定基准电压进行噪声
隔离；所述滤波器与所述隔离模块二连接，用于对隔离噪声后的所述稳定基准电压进行滤
波；所述基准电流产生器与所述滤波器连接，用于产生基准电流；所述隔离模块一与所述带
隙源核心模块连接，用于对所述稳定基准电压进行噪声隔离；所述PTAT电流产生器与所述
隔离模块一连接，用于产生正温度系数的电流。
2.根据权利要求1所述的双用途电流源产生器，其特征在于：所述带隙源核心模块，包
括preLDO电路、金属氧化物半导体场效应晶体管MP1、MP2、MP3、MP4、MN1和MN2，以及三
极管PNP1、PNP2和PNP3，所述金属氧化物半导体场效应晶体管MP1的栅极分别与金属
氧化物半导体场效应晶体管MP2、MP3、MP4的栅极连接；金属氧化物半导体场效应晶体
管MP1、MP2、MP3和MP4的源极均与preLDO电路连接；金属氧化物半导体场效应晶体
管MP2的栅极与其漏极连接；金属氧化物半导体场效应晶体管MN1的栅极与金属氧化
物半导体场效应晶体管MN2的栅极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管MN1的栅极与
其漏极连接；金属氧化物半导体场效应晶体管MP1、MP2、MP3和MP4的源级连接在一起；
金属氧化物半导体场效应晶体管MP1的漏极与金属氧化物半导体场效应晶体管MN1的漏
极连接；金属氧化物半导体场效应晶体管MP2的漏极与金属氧化物半导体场效应晶体管
MN2的漏极连接；金属氧化物半导体场效应晶体管MN1的源极通过电阻R1与三极管
PNP1的发射极连接，金属氧化物半导体场效应晶体管MN2的源极与三极管PNP2的发射
极连接，三极管PNP1的基极与三极管PNP2的基极连接；三极管PNP2的发射极通过电
阻R2与MP3的漏极连接；三极管PNP3的发射极通过电阻R3与金属氧化物半导体场
效应晶体管MP4的漏极连接，三极管PNP3的基极与其集电极连接；三极管PNP1、PNP2和
PNP3的集电极连接在一起；所述金属氧化物半导体场效应晶体管MP1、MP2、MN1和MN2
管构成自偏置镜像电流源结构，用以调节金属氧化物半导体场效应晶体管MP1、MP2、MP3
和MP4的宽长比；金属氧化物半导体场效应晶体管MN1和MN2组成N型电流镜。
3.根据权利要求2所述的双用途电流源产生器，其特征在于：所述preLDO电路包括误
差放大器、金属氧化物半导体场效应晶体管PM6和NM7，其中误差放大器的两个输入端分
别与金属氧化物半导体场效应晶体管MP1和MP2的漏极连接，输出端分别与金属氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雁鹏，章国豪，林俊明，黄亮，
申请(专利权)人：佛山臻智微芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44