一种用于偏置双极型晶体管的电流源电路制造技术

一种用于偏置双极型晶体管的电流源电路，包括输入电流单元和镜像电流单元，其特征在于：所述输入电流单元，包括第一电流源、调节场效应管和第一偏置晶体管，用于基于第一电流源生成温敏输入电流；所述镜像电流单元，包括第一镜像场效应管、第二镜像场效应管、第二电流源和第二偏置晶体管，用于基于所述温敏输入电流生成镜像输出电流。基于本发明专利技术，能够克服电流放大倍数对电路造成的影响，为集成电路提供稳定的电流源。稳定的电流源。稳定的电流源。

【技术实现步骤摘要】
一种用于偏置双极型晶体管的电流源电路


[0001]本专利技术涉及电流源集成电路领域，更具体地，涉及一种用于偏置双极型晶体管的电流源电路。

技术介绍

[0002]目前，通常采用电流源与镜像场效应管电路相连接的方式生成镜像电流，作为偏置双极型晶体管的输入电流。然而，利用这种方式构造的电流源会产生如下问题：(1)由于晶体管的电流放大倍数β对温度比较敏感，会随着温度发生较大的变化。如果偏置双极型晶体管的电流源在温度变化的时候保持不变，或者不能够很好跟随双极型晶体管的电流放大倍数β的变化，就会使得被偏置的双极型晶体管的集电极电流的温度变化较不稳定，进而影响器件的跨导，即转移电阻，并影响电路的稳定。(2)由于不同晶体管的电流放大倍数β难以完全相同，这使得不同芯片的电流放大倍数β会产生一定差异，进而导致不同芯片之间的性能难以保持一致性。
[0003]因此，亟需一种能够克服晶体管中电流放大倍数β对电路造成影响的新的电流源电路。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种用于偏置双极型晶体管的电流源，能够克服电流放大倍数对电路造成的影响，为集成电路提供稳定的电流源。
[0005]本专利技术采用如下的技术方案。一种用于偏置双极型晶体管的电流源电路，包括输入电流单元和镜像电流单元。输入电流单元，包括第一电流源、调节场效应管和第一偏置晶体管，用于基于第一电流源生成温敏输入电流；镜像电流单元，包括第一镜像场效应管、第二镜像场效应管、第二电流源和第二偏置晶体管，用于基于温敏输入电流生成镜像输出电流。
[0006]优选地，输入电流单元中，第一电流源一端接高电压，一端与调节场效应管的源极相连接；调节场效应管的漏极与第二电流源、第一镜像场效应管和第二镜像场效应管的栅极相连接，调节场效应管的栅极接入偏置电压；第一偏置晶体管的基极与第二偏置晶体管的基极相连接并接输入电压，集电极与调节场效应管的源极相连接，发射极与第一镜像场效应管的漏极相连接。
[0007]优选地，镜像电流单元中，第一镜像场效应管和第二镜像场效应管栅极分别与第二电流源一端相连接，源极分别于第二电流源另一端相连接并接地，第一镜像场效应管的漏极与第一偏置晶体管的发射极相连，第二镜像场效应管的漏极与第二偏置晶体管的发射极相连，第二偏置晶体管的集电极接高电压。
[0008]优选地，调节场效应管为PMOS管，第一镜像场效应管和第二镜像场效应管均为NMOS管。
[0009]优选地，第一偏置晶体管和第二偏置晶体管为npn型双极型晶体管，且第一偏置晶
体管的电流放大倍数与第二偏置晶体管的电流放大倍数相同，均为β。
[0010]优选地，镜像输出电流为流入第二偏置晶体管集电极的电流，且镜像输出电流为第一电流源的输出电流与第二电流源的输出电流之差。
[0011]优选地，温敏输入电流为第一偏置晶体管的集电极端输入电流；镜像输出电流为第二偏置晶体管的集电极端输入电流。
[0012]优选地，温敏输入电流和第二偏置电流与第一电流源和第二电流源输出的电流大小相关，且与第一偏置晶体管和第二偏置晶体管的电流放大倍数β无关。
[0013]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中一种用于偏置双极型晶体管的电流源能够克服不同温度下或不同芯片中晶体管电流放大倍数的变化或不同对输出电流造成的影响，从而稳定被偏置双极型晶体管的跨导，进而稳定被偏置器件的工作状态。
附图说明
[0014]图1为本专利技术现有技术中一种电流源的电路示意图；
[0015]图2为本专利技术中一种用于偏置双极型晶体管的电流源电路的电路示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0017]图1为本专利技术现有技术中一种电流源的电路示意图。如图1所示，现有技术中的一种镜像电流源包括电流源I1，第一镜像场效应管Mn0，第二镜像场效应管Mn1以及偏置晶体管Qn0。其中，电流源I1的一端接高电压，另一端与第一镜像场效应管Mn0的栅极和漏极、第二镜像场效应管Mn1的栅极分别相连接。第一镜像场效应管Mn0的源极和第二镜像场效应管Mn1的源极相连接并接地。第二镜像场效应管的漏极与偏置晶体管Qn0的发射极相连接。偏置晶体管的基极接输入电压V
in
，集电极接高电压。
[0018]其中，第一镜像场效应管Mn0，第二镜像场效应管Mn1均为NMOS管，偏置晶体管Qn0为NPN型的双极型晶体管(BJT，Bipolar Junction Transistor)。
[0019]根据图1中示出的电路可知，电流源I1输出的电流与偏置晶体管Qn0的发射极电流i
e
镜像相等。而根据晶体管的特性可知，偏置晶体管Qn0的集电极电流i
c
＝i
e
‑
i
b
，其中，i
c
是偏置晶体管Qn0的集电极电流，i
e
是偏置晶体管Qn0的发射极电流，i
b
是偏置晶体管Qn0的基极电流。由于晶体管的特性可知，该偏置晶体管Qn0的集电极电流与基极电流的比值为电流放大倍数β，则推导该公式，进一步可知偏置晶体管Qn0的集电极电流与发射极电流之间呈正比例关系，具体为当偏置晶体管Qn0为理想元件时，其电流放大倍数β可以被认为是无限大的。
[0020]然而，在实际芯片生产过程中NPN型晶体管的电流放大倍数β的取值一般可以为几十至一百左右，与其对应的PNP型三极管的电流放大倍数β的取值一般可以为几十。由于工艺控制的原因，不同芯片上的双极型晶体管的电流放大倍数β是很难相同的，这些差异将使芯片的电流源产生差异，从而进一步的导致不同芯片中晶体管的跨导不同。
[0021]另外，即使是在同一片芯片中，由于晶体管的电流放大倍数β会随着芯片环境温度
的变化而发生变化，因此芯片中电流源的输出电流也会随着温度发生不可期的变化。这会导致同一芯片中晶体管的跨导随着环境温度的变化而变化。
[0022]图2为本专利技术中一种用于偏置双极型晶体管的电流源电路的电路示意图。如图2所示，本专利技术公开了一种用于偏置双极型晶体管的电流源电路，包括输入电流单元和镜像电流单元。
[0023]输入电流单元，包括第一电流源I1、调节场效应管Mp1和第一偏置晶体管Qn1，用于基于第一电流源I1生成温敏输入电流i
c1
。
[0024]优选地，输入电流单元中，第一电流源I1一端接高电压，一端与调节场效应管Mp1的源极相连接；调节场效应管Mp1的漏极与第二电流源I2、第一镜像场效应管Mn0和第二镜像场效应管Mn1的栅极相连接，调节场效应管Mp1的栅极接入偏置电压V
b0
；第一偏置晶体管Qn1的基极与第二偏置晶体管Qn0的基极相连接并接输入电压V
in
，集电极与调节场效应管Mp1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于偏置双极型晶体管的电流源电路，包括输入电流单元和镜像电流单元，其特征在于：所述输入电流单元，包括第一电流源、调节场效应管和第一偏置晶体管，用于基于第一电流源生成温敏输入电流；所述镜像电流单元，包括第一镜像场效应管、第二镜像场效应管、第二电流源和第二偏置晶体管，用于基于所述温敏输入电流生成镜像输出电流。2.根据权利要求1中所述的一种用于偏置双极型晶体管的电流源电路，其特征在于：所述输入电流单元中，所述第一电流源一端接高电压，一端与调节场效应管的源极相连接；所述调节场效应管的漏极与所述第二电流源、第一镜像场效应管和第二镜像场效应管的栅极相连接，所述调节场效应管的栅极接入偏置电压；所述第一偏置晶体管的基极与第二偏置晶体管的基极相连接并接输入电压，集电极与调节场效应管的源极相连接，发射极与第一镜像场效应管的漏极相连接。3.根据权利要求1中所述的一种用于双极型晶体管的电流源电路，其特征在于：所述镜像电流单元中，所述第一镜像场效应管和第二镜像场效应管栅极分别与第二电流源一端相连接，源极分别于第二电流源另一端相连接并接地，第一镜像场效应管的漏极与第一偏置晶体管的发射极相连，第二镜像场效应管的漏极与第二偏置晶体管的发射极相连，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：周健，张利地，张海冰，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：