一种用于抑制电流镜漏电流的CMOS集成电路制造技术

本发明专利技术公开一种用于抑制电流镜漏电流的CMOS集成电路，包括电流镜放大电路和抑制电流镜漏电流电路。本发明专利技术进一步公开了一种含上述抑制电流镜漏电流电路的环境光传感器电路。本发明专利技术通过设置抑制电流镜漏电流电路，为电流镜放大电路的第一级电流镜漏电流和第二级电流镜漏电流提供了其他通路，使电流镜放大电路的第一级电流镜漏电流和第二级电流镜漏电流不会进入电流镜放大电路的第三级电流镜的输入端，从而不会被第三级电流镜放大并输出。因此，保证了电流镜放大电路的低噪声系数，使得电路镜放大电路可以适应更高的要求。

An CMOS integrated circuit for suppressing current leakage in a current mirror

The present invention discloses a CMOS integrated circuit for suppressing current leakage in a current mirror, comprising a current mirror amplifying circuit and an electric current leakage circuit for suppressing the current mirror. The invention further discloses an environment light sensor circuit containing the current reflecting mirror leakage current circuit. By setting the suppression of leakage current current mirror circuit, the first current mirror for current mirror amplifier circuit of the leakage current and the second current mirror provides other channel leakage current, input of the first stage current mirror the current mirror amplifier circuit of the leakage current and the second current mirror leakage current does not enter into the current third level current mirror the mirror amplification circuit, so as not to be third level current mirror amplifier and output. Therefore, the low noise factor of the current mirror amplifying circuit is ensured, so that the magnifying circuit of the circuit mirror can meet the higher requirement.

【技术实现步骤摘要】
一种用于抑制电流镜漏电流的CMOS集成电路
本专利技术涉及集成电路
更具体地，涉及一种用于抑制电流镜漏电流的CMOS集成电路。
技术介绍
环境光传感器(ALS)可以感知周围光线情况，并告知处理芯片自动调节显示器背光亮度，降低产品的功耗。环境光传感器包括检测环境光的光电管和多级电流放大器，当光电管将环境光转换成光电流，多级电流镜放大器对光电流放大后输出，从而实现光—电转换。现实生活中，在电视机、电脑显示器、红外摄像头、手机、数码相机、智能开关等都需要用到环境光传感器。传统的电流镜放大器在放大光电管转换成的光电流的同时也会放大前一级电流镜的漏电流，每一级的电流镜漏电流都会被后级电流镜放大，多级放大累加后的漏电流不可忽视。例如，当需要检测的环境光照度非常微弱的时候，光电管转换的光电流非常微弱，经过电流镜放大器放大输出的有效电流信号大小和输出的被放大的漏电流信号相差无几，甚至比漏电流小。这样，环境光传感器在微弱的光照下可能会输出错误的结果，影响环境光传感器的使用。传统的环境光传感器如图1所示，包括光电转换电路和电流镜放大电路。环境光传感器包括光电管D0、D1，PMOS管P0、P1、P2、P3、P4、P5和NMOS管N0、N1，其中，PMOS管S端电连接相同的高电位，PMOS管B端电连接相同的高电位VDD，NMOS管S端电连接相同的低电位GND，NMOS管B端电连接低电位GND。P0和P1是一对电流镜，且(W/L)P0/(W/L)P1＝1；P2和P3是一对电流镜，且K1＝(W/L)P3/(W/L)P2；P4和P5是一对电流镜，且K3＝(W/L)P5/(W/L)P4；N0和N1是一对电流镜，且K2＝(W/L)N1/(W/L)N0；D0和D1面积相同，D0用金属覆盖住不透光，D1上面没有金属等遮蔽物可以透光。D0的正极电连接低电位GND，D0负极电连接P0的D端，P0的G端电连接P0的D端，P1的G端电连接P0的G端，P1的D端电连接D1的负极，D1的正极电连接低电位GND，P2的G端和D端短接并电连接D1的负极，P3的G端电连接P2的G端，P3的D端电连接N0的D端，N0的D端和N0的G端短接，电连接N1的G端，N1的D端电连接P4的D端和G端，P5的G端电连接P4的G端，P5的D端电连接输出端口Iout。环境光传感器工作时，在有光照的条件下，D1将光照转换成光电流I0，经过多级电流镜放大的光电流Ilight＝K1*K2*K3*I0。D1本身的噪声电流Idark1被D0的噪声电流Idark0抵消，Idark0＝Idark1，P0和P1尺寸相同。MOS管本身会有对低电位GND或高电位VDD的漏电，并且通过MOS管沟道的漏电流会被电流镜放大，前级的漏电流放大再累加最终从输出端和被放大的光电流一起输出。其中第一级的电流镜漏电被放大的倍数最大，也是输出总的漏电流主要来源，后级的电流镜也有漏电但是比第一级电流镜的漏电小很多可以忽略。从P2端流出的漏电流为ILP2，从P3端流出的漏电流为ILP3，第一级电流镜的漏电流是(K1*ILP2+ILP3)被多级电流镜放大后从P5的D端输出的噪声电流是Ileak≈K2*K3*(K1*ILP2+ILP3)，输出的总电流Iout＝Ileak+Ilight。在微弱的光照下，I0极其微弱，通常为pA级(10-12A)，那么输出端Ileak与Ilight相比，两者近似或者Ileak更大，则输出的Iout偏差严重，导致光传感器不能正常工作。因此，需要提供一种用于抑制电流镜漏电流的CMOS集成电路。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种用于抑制电流镜漏电流的CMOS集成电路。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种用于抑制电流镜漏电流的CMOS集成电路，包括：电流镜放大电路，包括N个电流镜对，每一电流镜对包括输入侧MOS管和输出侧MOS管，两个MOS管的栅极连接且与输入侧MOS管的漏极连接；第一电流镜对输入侧MOS管的漏极作为电流镜放大电路的输入端；第N电流镜对输出侧MOS管的漏极作为电流镜放大电路的输出端；及抑制电流镜漏电流电路，具有与电流镜放大电路相同的电路结构，其第一电流镜对输入侧MOS管的漏极与栅极连接；其第N电流镜对输出侧MOS管的漏极与电流镜放大电路第N电流镜对输入侧MOS管的漏极连接；其中，N为自然数且N≥2。优选地，N个电流镜对中沟道类型为第一沟道的MOS管电流镜对和沟道类型为第二沟道的MOS管电流镜对交替设置，第一沟道与第二沟道的导电类型相反。优选地，第一沟道的MOS管为P沟道MOS管，第二沟道的MOS管为N沟道MOS管；或第一沟道的MOS管为N沟道MOS管，第二沟道的MOS管为P沟道MOS管。优选地，电流镜放大电路包括依次电连接的第一电流镜对、第二电流镜对和第三电流镜对，第一电流镜对包括沟道类型为第一沟道的两个MOS管，第二电流镜对包括沟道类型为第二沟道的两个MOS管，第三电流镜对包括沟道类型为第一沟道的两个MOS管；抑制电流镜漏电流电路包括依次电连接的第四电流镜对、第五电流镜对和第六电流镜对，第四电流镜对包括沟道类型为第一沟道的两个MOS管，第五电流镜对包括沟道类型为第二沟道的两个MOS管，第六电流镜对包括沟道类型为第一沟道的两个MOS管。各电流镜对均包括第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管的栅极和第二MOS管栅极相连并与第一MOS管漏极相连作为对应电流镜对的输入；第二MOS管的漏极作为对应电流镜对的输出；第一MOS管的源极和第二MOS管的源极相连并根据沟道类型选择接高电位或低电位；第一电流镜对的输入端与光电转换电路输出端相连，输出端与第二电流镜对的输入端相连；第三电流镜对的输入端与第二电流镜对的输出端相连，输出端为CMOS集成电路的输出端；第四电流镜对的输入端悬空，输出端与第五电流镜对的输入端相连；第六电流镜对的输入端与第五电流镜对的输出端相连，输出端与第三电流镜对的输入端相连。进一步优选地，当第一沟道为P沟道，第二沟道为N沟道，第一、第三、第四和第六电流镜对的第一MOS管的源极和第二MOS管的源极相连并接高电平，第二和第五电流镜对的第一MOS管的源极和第二MOS管的源极相连并接低电平；当第一沟道为N沟道，第二沟道为P沟道，第一、第三、第四和第六电流镜对的第一MOS管的源极和第二MOS管的源极相连并接低电平，第二和第五电流镜对的第一MOS管的源极和第二MOS管的源极相连并接高电平。优选地，第一电流镜对用于第一级电流放大；第二电流镜对用于第二级电流放大；第三电流镜对用于第三级电流放大。优选地，第四电流镜对用于第一级漏电流抑制；第五电流镜对用于第二级漏电流抑制；第六电流镜对用于第三级漏电流抑制。本专利技术的另一个目的在于提供一种包括上述CMOS集成电路的环境光传感器，该传感器还包括由第七电流镜对、光电管和暗管组成的光电转换电路；第七电流镜对包括沟道类型为第一沟道的第一MOS管和第二MOS管，第七电流镜对第一MOS管的栅极和第七电流镜对第二MOS管栅极相连并与第七电流镜对第一MOS管漏极相连并经光电管连接高电平/低电平；第七电流镜对第二MOS管的漏极作为光电转换电路的输出并经暗管连接高电平/低电平；第七电流镜对第一MOS管的源极和第七电流镜对第二MOS管的源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抑制电流镜漏电流的CMOS集成电路，其特征在于，所述CMOS集成电路包括：电流镜放大电路，包括N个电流镜对，每一电流镜对包括输入侧MOS管和输出侧MOS管，两个MOS管的栅极连接且与输入侧MOS管的漏极连接；第一电流镜对输入侧MOS管的漏极作为所述电流镜放大电路的输入端；第N电流镜对输出侧MOS管的漏极作为所述电流镜放大电路的输出端；及抑制电流镜漏电流电路，具有与所述电流镜放大电路相同的电路结构，其第一电流镜对输入侧MOS管的漏极与栅极连接；其第N电流镜对输出侧MOS管的漏极与所述电流镜放大电路第N电流镜对输入侧MOS管的漏极连接；其中，N为自然数且N≥2。

【技术特征摘要】
1.一种用于抑制电流镜漏电流的CMOS集成电路，其特征在于，所述CMOS集成电路包括：电流镜放大电路，包括N个电流镜对，每一电流镜对包括输入侧MOS管和输出侧MOS管，两个MOS管的栅极连接且与输入侧MOS管的漏极连接；第一电流镜对输入侧MOS管的漏极作为所述电流镜放大电路的输入端；第N电流镜对输出侧MOS管的漏极作为所述电流镜放大电路的输出端；及抑制电流镜漏电流电路，具有与所述电流镜放大电路相同的电路结构，其第一电流镜对输入侧MOS管的漏极与栅极连接；其第N电流镜对输出侧MOS管的漏极与所述电流镜放大电路第N电流镜对输入侧MOS管的漏极连接；其中，N为自然数且N≥2。2.根据权利要求1所述的CMOS集成电路，其特征在于，所述N个电流镜对中沟道类型为第一沟道的MOS管电流镜对和沟道类型为第二沟道的MOS管电流镜对交替设置，第一沟道与第二沟道的导电类型相反。3.根据权利要求2所述的CMOS集成电路，其特征在于，所述第一沟道的MOS管为P沟道MOS管，第二沟道的MOS管为N沟道MOS管；或所述第一沟道的MOS管为N沟道MOS管，第二沟道的MOS管为P沟道MOS管。4.根据权利要求1所述的CMOS集成电路，其特征在于，所述电路包括电流镜放大电路和抑制电流镜漏电流电路，其中电流镜放大电路包括依次电连接的第一电流镜对、第二电流镜对和第三电流镜对，所述第一电流镜对包括沟道类型为第一沟道的两个MOS管，所述第二电流镜对包括沟道类型为第二沟道的两个MOS管，所述第三电流镜对包括沟道类型为第一沟道的两个MOS管；抑制电流镜漏电流电路包括依次电连接的第四电流镜对、第五电流镜对和第六电流镜对，所述第四电流镜对包括沟道类型为第一沟道的两个MOS管，所述第五电流镜对包括沟道类型为第二沟道的两个MOS管，所述第六电流镜对包括沟道类型为第一沟道的两个MOS管；所述各电流镜对均包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的栅极和第二MOS管栅极相连并与第一MOS管漏极相连作为对应电流镜对的输入；第二MOS管的漏极作为对应电流镜对的输出；第一MOS管的源极和第二MOS管的源极相连并根据沟道类型选择接高电位或低电位；所述第一电流镜对的输入端与光电转换电路输出端相连，输出端与第二电流镜对的输入端相连；所述第三电流镜对的输入端与第二电流镜对...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘珍利，周盛，
申请(专利权)人：华润半导体深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44