一种电流镜电路制造技术

本发明专利技术公开了一种电流镜电路，包括第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜、电源电压监测电路和漏端电压分段调节电路，所述第三电流镜与第一电流镜连接，所述电源电压监测电路与漏端电压分段调节电路连接，所述漏端电压分段调节电路与所述第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜连接。

【技术实现步骤摘要】
一种电流镜电路
本专利技术属于电流镜电路。技术背景现有模拟电路中，通常需要大量的输出电流恒定的电流源，为电路模块提供偏置电流，即bias电流。这些电流源的实现方式，一般如图1所示。首先产生一路基准参考电流，然后通过电流镜，产生多路与基准参考电流成比例的镜像电流。现有电流镜电路如图1所示，包含三组电流镜101、102、103，由电流镜101的NMOS管M11、M12，电流镜102的NMOS管M21、M22、M23、M24、M25、M26和电阻R1，电流镜103的NMOS管M13、M14、M15、M16和电阻R2组成。假定每组电流镜的镜像比例都是1:1。在电流镜101中，M12镜像M11的电流，Ids12=Ids11，而Ids11=IREF；在电流镜102中，M23、M24和M25、M26分别镜像M21、M22的电流，Ids25=Ids26=Ids23=Ids24=Ids21=Ids22，而Ids21=Ids12；在电流镜103中，M15、M16镜像M13、M14的电流，Ids15=Ids16=Ids13=Ids14,而Ids14=Ids23。综上可得：Io_n=Ids25=Ids21=Ids12=Ids11=IREF；Io_p=Ids16=Ids14=Ids23=Ids21=Ids12=Ids11=IREF。上述结论基于MOS器件不存在衬底电流，即Id=Ids；而一旦存在衬底电流，则Id=Ids+Idb，上述结论将不再成立。在相当数量的工艺中，当MOS器件的Vds超过某一数值时，存在衬底电流Idb，且衬底电流随Vds的增加而急剧增大。下面举例说明。在某5V工艺中，当Vds>3V时，N/PMOS均存在衬底电流Idb。在图1中，VA=Vgs22+Id22*R1，约1.2V，当电源电压VD>4.2V时，Vds12>3V，M12出现衬底电流，即Id12=Ids12+Idb12，而此时Ids21=Id12；VD-VB=Vgs13+Id13*R2，约1.2V，VC=Vds24,约0.2V,当电源电压VD>4.4V时，Vds23>3V，M23出现衬底电流，即Id23=Ids23+Idb23，而此时Ids14=Id23。VD=4.2V成为该电路出现衬底电流的临界电压。当VD大于4.4V，即M12和M23都出现衬底电流时，Io_n=Ids25=Ids21=Ids12+Idb12=Ids11+Idb12=IREF+Idb12；Io_p=Ids16=Ids14=Ids23+Idb23=Ids21+Idb23=Ids12+Idb12+Idb23=Ids11+Idb12+Idb23=IREF+Idb12+Idb23。由于Idb的出现且随Vds增大而急剧增大，电流镜的实际输出将严重偏离设计值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可抑制衬底电流的电流镜电路。实现本专利技术目的采用的技术方案如下：本专利技术提供的电流镜电路，包括第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜、电源电压监测电路和漏端电压分段调节电路，所述第三电流镜与第一电流镜连接，所述电源电压监测电路与漏端电压分段调节电路连接，所述漏端电压分段调节电路与所述第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜连接。所述第一电流镜包括NMOS管M11、M12，所述第二电流镜102包括NMOS管M21、M22、M23、M24、M25、M26和电阻R1，所述第三电流镜103包括NMOS管M13、M14、M15、M16和电阻R2，三组电流镜的镜像比例都设置为1:1；所述源电压监测电路由分压电阻R11、R12，比较器COMP和反相器INV1、INV2组成；所述漏端电压分段调节电路由PMOS漏端电压分段调节电路PMOS管M31、M32、M33和NMOS漏端电压分段调节电路NMOS管M41、M42、M43组成；NMOS管M11的源极和衬底接电源VD，漏极和栅极短接后接参考电流IRFE和NMOS管M12的栅极；NMOS管M12的源极和衬底接电源VD，漏极接PMOS管M33的源极，栅极接NMOS管M11的漏极栅极和参考电流源IREF；电阻R1上端接PMOS管M32的源极和PMOS管M33的漏极和NMOS管M21、M23、M25的栅极，下端接NMOS管M21的漏极和NMOS管M22、M24、M26的栅极；NMOS管M21衬底接地，源极接NMOS管M22的漏极，漏极接电阻R1的下端和NMOS管M22、M24、M26的栅极，栅极接电阻R1的上端和PMOS管M32的源极和PMOS管M33的漏极和NMOS管M23、M25的栅极；NMOS管M22源极和衬底接地，漏极接NMOS管M21的源极，栅极接NMOS管M21漏极和电阻R1的下端和NMOS管M24、M26的栅极；NMOS管M23衬底接地，源极接NMOS管M24的漏极，漏极接NMOS管M43的源极，栅极接电阻R1的上端和PMOS管M32的源极和PMOS管M33的漏极和NMOS管M21、M25的栅极；M24源极和衬底接地，漏极接NMOS管M23的源极，栅极接NMOS管M21漏极和电阻R1的下端和M22、M26的栅极；NMOS管M25衬底接地，源极接NMOS管M26的漏极，漏极接输出Io_n，栅极接电阻R1的上端和PMOS管M32的源极和PMOS管M33的漏极和M21、M23的栅极；NMOS管M26源极和衬底接地，漏极接NMOS管M25的源极，栅极接M21漏极和电阻R1的下端和NMOS管M22、M24的栅极；电阻R2下端接M42源极和NMOS管M43漏极和NMOS管M14、M16栅极，上端接NMOS管M14漏极和NMOS管M13、M15栅极；NMOS管M13源极和衬底接电源VD，漏极接NMOS管M14源极，栅极接电阻R2上端和NMOS管M14漏极和NMOS管M15栅极；NMOS管M14衬底接电源VD，源极接NMOS管M13漏极，漏极接电阻R2上端和NMOS管M13、M15栅极，栅极接电阻R2下端和NMOS管M42源极和NMOS管M43漏极和NMOS管M16栅极；NMOS管M15源极和衬底接电源VD，漏极接NMOS管M16源极，栅极接电阻R2上端和NMOS管M14漏极和NMOS管M13栅极；NMOS管M16衬底接电源VD，源极接NMOS管M15漏极，漏极接输出Io_p，栅极接电阻R2下端和NMOS管M42源极和NMOS管M43漏极和NMOS管M14栅极。本专利技术的有益效果本专利技术电路与现有电流镜电路相比有以下区别：在电源电压较高时，通过漏端电压分段调节电路，为有可能存在衬底电流的器件分担Vds电压，使其Vds一直低于出现衬底电流的临界电压，从而抑制其衬底电流的出现；而在电源电压较低时，漏端电压分段调节电路分担的电压非常少，基本不影响电路的最低工作电压。本专利技术在完整的工作电压范围内，可抑制器件衬底电流的出现，实现电流的精确复制。下面结合附图进一步说明本专利技术的技术方案。附图说明图1是现有电流镜电路图。图2为本专利技术抑制衬底电流的电流镜电路图。图3是本专利技术中电源电压监测电路201电路图。图4是本专利技术中漏端电压分段调节电路202电路图。具体实施方式见图2，本专利技术提供的抑制衬底电流的电流镜电路，包括第一电流镜101、第二电流镜102、第三电流镜103、电源电压监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流镜电路，其特征是包括第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜、电源电压监测电路和漏端电压分段调节电路，所述第三电流镜与第一电流镜连接，所述电源电压监测电路与漏端电压分段调节电路连接，所述漏端电压分段调节电路与所述第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜连接。

【技术特征摘要】
1.一种电流镜电路，其特征是包括第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜、电源电压监测电路和漏端电压分段调节电路，所述第三电流镜与第一电流镜连接，所述电源电压监测电路与漏端电压分段调节电路连接，所述漏端电压分段调节电路与所述第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜连接。2.根据权利要求1所述的电流镜电路，其特征是所述第一电流镜包括NMOS管M11、M12，所述第二电流镜102包括NMOS管M21、M22、M23、M24、M25、M26和电阻R1，所述第三电流镜103包括NMOS管M13、M14、M15、M16和电阻R2，三组电流镜的镜像比例都设置为1:1；所述源电压监测电路由分压电阻R11、R12，比较器COMP和反相器INV1、INV2组成；所述漏端电压分段调节电路由PMOS漏端电压分段调节电路PMOS管M31、M32、M33和NMOS漏端电压分段调节电路NMOS管M41、M42、M43组成；NMOS管M11的源极和衬底接电源VD，漏极和栅极短接后接参考电流IRFE和NMOS管M12的栅极；NMOS管M12的源极和衬底接电源VD，漏极接PMOS管M33的源极，栅极接NMOS管M11的漏极栅极和参考电流源IREF；电阻R1上端接PMOS管M32的源极和PMOS管M33的漏极和NMOS管M21、M23、M25的栅极，下端接NMOS管M21的漏极和NMOS管M22、M24、M26的栅极；NMOS管M21衬底接地，源极接NMOS管M22的漏极，漏极接电阻R1的下端和NMOS管M22、M24、M26的栅极，栅极接电阻R1的上端和PMOS管M32的源极和PMOS管M33的漏极和NMOS管M23、M25的栅极；NMOS管M22源极和衬底接地，漏极接NMO...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉成，
申请(专利权)人：湖南融和微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43