偏置电流产生电路制造技术

本发明专利技术提供的一种偏置电流产生电路，包括：输入单元，用于接收电源电压，并跟随该电源电压的电势变化提供第一偏置电压；启动单元，接收第一偏置电压，并在该第一偏置电压达到预设阈值后，开启该启动单元；电流镜单元，与启动单元连接，在启动单元处于开启状态下，镜像流经启动单元的电流，输出稳定的偏置电流。由此可扩展电路的宽输入电源电压的应用工作范围，使电路在高低压下都能正常工作。使电路在高低压下都能正常工作。使电路在高低压下都能正常工作。

【技术实现步骤摘要】
偏置电流产生电路


[0001]本公开涉及集成电路
，具体涉及一种偏置电流产生电路。

技术介绍

[0002]偏置电路为电路中的器件提供偏置，使其工作在器件的特定区域，实现电路预定功能。
[0003]随着半导体工艺技术的飞速发展，将更多的元件、模块集成到一款芯片中已经成为集成电路设计的不二选择，集成电路设计以及进入SoC时代。SoC对芯片的功耗提出了更高的要求，低电压已成为集成电路发展的主流方向之一。另一方面，随着集成电路的快速发展，集成电路的应用领域不断拓展。一些应用场合，系统电压的工作范围很大，对集成电路提出新的要求。偏置电路也必须适应这些新的应用环境。
[0004]随着芯片向低压低功耗方向的发展，一般偏置电流产生电路可能无法满足要求，典型的一种结构如图1所示。随着电源电压Vcc升高，晶体管Mn2开启，电源电压Vcc通过晶体管Mp1，Mn2和电阻R2逐渐产生电流，随着电流的增加，电阻R2上的压降大于晶体管Mn1的导通电压时，晶体管Mn1开启并与晶体管Mn2形成负反馈环路，电阻R2两端压降等于Vgs1，不再随电源电压Vcc的变化而线性变化。从电流建立的过程中可以看出，输出电流稳定的电路最小工作电压为Vgs1+Vdsat1+Vgs2，其中Vgs1是晶体管Mn1的GS电压，Vgs2是晶体管Mp1的GS电压，Vdsat1是晶体管Mn2的DS电压。电源的最低工作电压要高于晶体管Mn1的阈值电压和晶体管Mp1阈值电压以及保证晶体管Mn2正常工作电压Vdsat1，才能保证输出正确的偏置电流。这极大地限制了宽输入电源电压范围的电路应用。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本公开提供了一种偏置电流产生电路，能扩展电路的宽输入电源电压的应用工作范围，使电路在高低压下都能正常工作。
[0006]根据本公开提供的一种偏置电流产生电路，其中，包括：
[0007]输入单元，用于接收电源电压，并跟随该电源电压的电势变化提供第一偏置电压；
[0008]启动单元，接收第一偏置电压，并在该第一偏置电压达到预设阈值后，开启该启动单元；
[0009]电流镜单元，与启动单元连接，在启动单元处于开启状态下，镜像流经启动单元的电流，输出成稳定的偏置电流。
[0010]可选地，前述的输入单元包括：
[0011]第一电阻和第一晶体管，该第一电阻和第一晶体管串联连接在供电端与地之间，接入电源电压，并通过第一电阻与第一晶体管的连接节点提供第一偏置电压。
[0012]可选地，前述的启动单元包括：
[0013]第二晶体管，该第二晶体管的第一端连接电流镜单元，第二端接地，控制端接入第一偏置电压；以及
[0014]第二电阻，该第二电阻的第一端连接第一晶体管的控制端，第二端接地。
[0015]可选地，前述的电流镜单元包括：
[0016]第三晶体管，该第三晶体管的第一端连接供电端，控制端与其自身的第二端共同连接在第二晶体管的第一端；
[0017]第四晶体管，该第四晶体管的第一端与第三晶体管的第一端共同连接供电端，控制端与第三晶体管的控制端连接，其第二端与第二电阻的第一端连接；
[0018]第五晶体管，该第五晶体管的第一端与第三晶体管的第一端共同连接供电端，控制端与第四晶体管的控制端连接，其第二端作为该偏置电流产生电路的输出端，用于提供前述的偏置电流。
[0019]可选地，在启动单元处于开启状态下，该电流镜单元中的第四晶体管与第二电阻形成的电流路径上，通过二者的连接节点提供第一晶体管的控制电压，跟随电源电压的电势变化，在该控制电压达到第一晶体管的导通阈值后，该第一晶体管切换并维持在导通状态。
[0020]可选地，前述的偏置电流产生电路适用于低压工艺。
[0021]可选地，前述的偏置电流产生电路还包括：
[0022]偏置电压生成单元，用于在启动单元处于开启状态下，根据电源电压和第一偏置电压生成第二偏置电压；
[0023]控制单元，响应于第二偏置电压调整控制单元中电路的通断状态。
[0024]可选地，前述的偏置电压生成单元包括：
[0025]第六晶体管和第七晶体管，该第六晶体管和第七晶体管串联连接在供电端与地之间，第六晶体管的第一端接入电源电压，控制端与其自身的第二端共同连接第七晶体管的第一端，该第七晶体管的控制端接入第一偏置电压，第六晶体管的控制端用于在第七晶体管处于导通状态下提供第二偏置电压。
[0026]可选地，前述的控制单元包括：
[0027]第八晶体管，该第八晶体管的第一端连接第四晶体管的第二端，第二端连接第二电阻的第一端，控制端接入第二偏置电压；
[0028]第九晶体管，该第九晶体管的第一端连接第五晶体管的第二端，控制端与第八晶体管的控制端共连，第二端作为该偏置电压产生电路的输出端，用于提供稳定的偏置电流。
[0029]可选地，前述的偏置电流产生电路适用于高压工艺。
[0030]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种偏置电流产生电路，包括：输入单元，用于接收电源电压，并跟随该电源电压的电势变化提供第一偏置电压；启动单元，接收第一偏置电压，并在该第一偏置电压达到预设阈值后，开启该启动单元；电流镜单元，与启动单元连接，在启动单元处于开启状态下，镜像流经启动单元的电流，输出稳定的偏置电流。由此可以在偏置电流的建立过程中，随着电源电压Vcc的升高，晶体管Mn2开启，电源电压Vcc通过晶体管Mp1和Mn2逐渐产生电流，晶体管Mp2镜像晶体管Mp1的电流并通过电阻R2产生压降生成控制电压反馈到晶体管Mn1的控制端，当该控制电压使晶体管Mn1开启后，由晶体管Mn1，Mn2，Mp1，Mp2以及电阻R2构成的闭环形成负反馈，输出相对于电源电压Vcc稳定的偏置电流，相比于现有技术的偏置电流产生电路中，其输出稳定偏置电流的最小工作电压＝晶体管Mn1的GS电压+晶体管Mp1的GS电压+晶体管Mn2的DS电压，本专利技术提供的偏置电流产生
电路中，其输出稳定偏置电流的最小工作电压＝晶体管Mn1的GS电压+晶体管Mp2的DS电压，极大地降低了输出稳定偏置电流的最小工作(电源)电压，扩展电路的低压工作电压范围。
[0031]而且，常规的偏置电流产生电路多适用于低压工艺，本专利技术在上述电路结构的基础上，通过加入高压器件做低压器件的cascode的方式，使该偏置电流产生电路同样适用于高压工艺，进一步提高该偏置电流产生电路在实际应用中的适用性。
[0032]同时，本专利技术提供的偏置电流产生电路的结构简单且实用，用简便的方式控制电路的功耗，从而降低集成电路的功耗。
[0033]应了解，依据本文的方法可以包括本文描述的方面和特征的任意组合。也就是说，根据本文的方法不限于本文具体描述的方面和特征的组合，还包括所提供的方面和特征的任意组合。
[0034]以下在附图和描述中阐述了本文的一个或多个实施例的细节。根据文和附图以及权利要求，本文的其他特征和优点将显现。
附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏置电流产生电路，其中，包括：输入单元，用于接收电源电压，并跟随所述电源电压的电势变化提供第一偏置电压；启动单元，接收所述第一偏置电压，并在所述第一偏置电压达到预设阈值后，开启所述启动单元；电流镜单元，与所述启动单元连接，在所述启动单元处于开启状态下，镜像流经所述启动单元的电流，输出稳定的偏置电流。2.根据权利要求1所述的偏置电流产生电路，其中，所述输入单元包括：第一电阻和第一晶体管，所述第一电阻和所述第一晶体管串联连接在供电端与地之间，接入所述电源电压，并通过所述第一电阻与所述第一晶体管的连接节点提供所述第一偏置电压。3.根据权利要求2所述的偏置电流产生电路，其中，所述启动单元包括：第二晶体管，所述第二晶体管的第一端连接所述电流镜单元，第二端接地，控制端接入所述第一偏置电压；以及第二电阻，所述第二电阻的第一端连接所述第一晶体管的控制端，第二端接地。4.根据权利要求3所述的偏置电流产生电路，其中，所述电流镜单元包括：第三晶体管，所述第三晶体管的第一端连接供电端，控制端与其自身的第二端共同连接在所述第二晶体管的第一端；第四晶体管，所述第四晶体管的第一端与所述第三晶体管的第一端共同连接供电端，控制端与所述第三晶体管的控制端连接，其第二端与所述第二电阻的第一端连接；第五晶体管，所述第五晶体管的第一端与所述第三晶体管的第一端共同连接供电端，控制端与所述第四晶体管的控制端连接，其第二端作为所述偏置电流产生电路的输出端，用于提供所述偏置电流。5.根据权利要求4所述的偏置电流产生电路，其中，在所述启动单元处于开启状态下，所述电流镜单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：高航，
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：