MOS电容的漏电流补偿电路、应用电路及集成电路制造技术

本申请涉及MOS电容的漏电流补偿电路、应用电路及集成电路。漏电流补偿电路的电压输入端连接至目标MOS电容，其电流输出端提供补偿电流；其差分放大器的输入端分别连接至电压输入端和一参考MOS电容的第一端、输入端和参考MOS电容的第一端构成反馈回路，使参考MOS电容的电压差跟踪目标MOS电容的电压差；其第一电流镜将参考MOS电容的漏电流放大后连接至电流输出端构成补偿电流；其第二电流镜为第一电流镜提供偏置电流，且该偏置电流可调。MOS电容的应用电路包括上述目标MOS电容和漏电流补偿电路；集成电路包括上述MOS电容的应用电路。本申请的电路可灵活设置，可为MOS电容提供快速的漏电流补偿。漏电流补偿。漏电流补偿。

【技术实现步骤摘要】
MOS电容的漏电流补偿电路、应用电路及集成电路


[0001]本申请涉及MOS电容
，尤其涉及一种MOS电容的漏电流补偿电路、应用电路及集成电路。

技术介绍

[0002]在电路设计中，电容是最为常用的器件之一，而MOS电容是集成电路设计中很常用的一种器件。MOS电容器件根据其栅极可承受的电压，可分为高压MOS电容和低压MOS电容。相对于高压MOS电容，低压MOS电容的单位面积容值要高数倍，所以在电路中需要较大的电容值的电容时，比如100pF以上的电容时，一般会在低电压电源电路中采用低压MOS电容。MOS电容又可分为PMOS电容和NMOS电容，图1所示的第一NMOS管NM1和第一PMOS管PM1分别为简单连接直流电压信号的NMOS电容和PMOS电容。
[0003]但是在90nm以下的先进工艺中，低压MOS电容随着工艺端的缩小，栅极漏电流也相应地大幅增加，以至于在使用较大电容值的MOS电容的电路端会有uA级别的漏电流。PMOS电容漏电流的方向是由电源或高电压端漏到栅极，NMOS电容漏电流的方向是由栅极漏电到地或低电压端。
[0004]MOS电容的漏电流会影响其在电荷泵、锁相环等电路中的应用，造成这些电路的性能下降，因此需要对其进行补偿，以减少或消除对MOS电容应用电路的影响。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的以上不足之处，本申请的目的在于提供一种可以对MOS电容的漏电流进行动态补偿的MOS电容的漏电流补偿电路，以及基于该漏电流补偿电路的MOS电容的应用电路及集成电路。/>[0006]为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案。
[0007]一种MOS电容的漏电流补偿电路，包括：电压输入端，用于连接至两端具有第一电压差的目标MOS电容，使所述目标MOS电容的第一漏电流流至所述电压输入端；电流输出端，用于提供所述第一漏电流的补偿电流；参考MOS电容，设置为两端具有第二电压差，从而具有第二漏电流；差分放大器，其输入端分别连接至所述电压输入端和所述参考MOS电容的第一端；第一电流镜，其参考电流支路连接所述第一端，其镜像电流支路连接所述电流输出端；其中，所述差分放大器的输出端和所述第一端之间构成反馈回路，使所述第一端的电压跟踪所述电压输入端的电压，进而使所述第二电压差跟踪所述第一电压差；相对于所述电压输入端，所述补偿电流的方向和所述第一漏电流的方向相反。
[0008]在一些实施方式中，漏电流补偿电路还包括第二电流镜，其参考电流支路连接所述第一端，其镜像电流支路连接所述电流输出端，相对于所述第一端和所述电流输出端，所述第一电流镜的电流方向和所述第二电流镜的电流方向相反。
[0009]在一些实施方式中，漏电流补偿电路还包括第一偏置电压输入端，其连接至所述第二电流镜和所述差分放大器，用于为所述第二电流镜和所述差分放大器提供偏置电压；
所述差分放大器的输出端为所述第一电流镜提供偏置电压。
[0010]在一些实施方式中，漏电流补偿电路还包括第一偏置电压输入端，其连接至所述第一电流镜和所述差分放大器，用于为所述第一电流镜和所述差分放大器提供偏置电压；所述差分放大器的输出端为所述第二电流镜提供偏置电压。
[0011]在一些实施方式中，所述第一电流镜和所述第二电流镜的电流比相同，所述第二电流镜的参考电流支路的电流大于所述第二漏电流的最大值。
[0012]在一些实施方式中，所述第一偏置电压输入端提供的电压用于关闭所述第二电流镜或调整所述第二电流镜的电流，所述第二电流镜的参考电流支路的电流最大值为所述第二漏电流的最大值的N倍，N为大于等于2的整数。
[0013]在一些实施方式中，漏电流补偿电路还包括第一使能输入端、第一开关管和第二开关管，所述第一使能输入端连接所述第一开关管和所述第二开关管，用于控制所述第一电流镜的参考电流支路和镜像电流支路均开启或均关闭。
[0014]在一些实施方式中，所述参考MOS电容的尺寸小于所述目标MOS电容的尺寸，所述第一电流镜的电流比等于所述目标MOS电容和所述参考MOS电容的尺寸比。
[0015]在一些实施方式中，所述参考MOS电容的尺寸大于所述目标MOS电容的尺寸，所述第一电流镜的电流比等于所述目标MOS电容和所述参考MOS电容的尺寸比。
[0016]本申请还提供了一种MOS电容的应用电路，包括第一MOS电容和前述的任一种MOS电容的漏电流补偿电路，所述第一MOS电容构成所述目标MOS电容；所述第一MOS电容的两端具有第一电压差，所述第一MOS电容的第一端连接至所述电压输入端和所述电流输出端，使所述第二电压差跟踪所述第一电压差。
[0017]本申请还涉及一种集成电路，包括前述的MOS电容的应用电路。
[0018]本申请的各个实施例具有以下技术效果中的至少一种：1.针对需要补偿漏电流的目标MOS电容，用相同工艺的参考MOS电容对目标MOS电容的漏电流进行跟踪，产生补偿电流，并将补偿电流以相反方向连接至电压输入端；对于应用目标MOS电容的电路来说，目标MOS电容的漏电流得到补偿或得以消除；2.通过第二电流镜的设置，使第一电流镜的偏置电流增大，从而使差分放大器的反馈回路带宽增加、参考MOS电容的第二电压差对目标MOS电容的第一电压差的跟踪速度更快；3.差分放大器可通过第一电流镜或第二电流镜构成反馈回路，电路设置更加灵活；4.通过可调的偏置电压将第二电流镜的电流设置为可调，可根据漏电流补偿电路的响应速度需求和功耗要求进行调节；5.通过使能输入端的设置，可根据需要开闭漏电流补偿电路；6.通过设置尺寸更大的参考MOS电容，可在未设置的第二电流镜时提高漏电流补偿电路的响应速度。
附图说明
[0019]下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本专利技术的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0020]图1是MOS电容漏电流示意图；图2是用于PMOS电容的漏电流补偿电路100的工作原理示意图；图3是图2中的漏电流补偿电路100的内部结构示意图；图4是图2中的漏电流补偿电路100的一个实施例的电路图；图5是图2中的漏电流补偿电路100的另一个实施例的电路图；图6是图5实施例的一种改进电路；图7是用于NMOS电容的漏电流补偿电路100的工作原理示意图；图8是图7中的漏电流补偿电路100的内部结构示意图；图9是图7中的漏电流补偿电路100的一个实施例的电路图；附图标记说明：10.目标MOS电容，100.漏电流补偿电路，101.电压输入端，102.电流输出端，103.第一偏置电压输入端，104.第一使能输入端，105.第二使能输入端，110.参考MOS电容，120.第一电流镜，130.差分放大器，140.第二电流镜；电路图标记说明：I
L
.漏电流，I
L1
.第一漏电流，I
L2
.第二漏电流，Iout.补偿电流，Iin.电压输入端实际漏电流，S1.第一电压信号，S2.第二电压信号，S3.第三电压信号，NM1.第一NMOS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOS电容的漏电流补偿电路，其特征在于，包括：电压输入端，用于连接至两端具有第一电压差的目标MOS电容，使所述目标MOS电容的第一漏电流流至所述电压输入端；电流输出端，用于提供所述第一漏电流的补偿电流；参考MOS电容，设置为两端具有第二电压差，从而具有第二漏电流；差分放大器，其输入端分别连接至所述电压输入端和所述参考MOS电容的第一端；第一电流镜，其参考电流支路连接所述第一端，其镜像电流支路连接所述电流输出端；其中，所述差分放大器的输出端和所述第一端之间构成反馈回路，使所述第一端的电压跟踪所述电压输入端的电压，进而使所述第二电压差跟踪所述第一电压差；相对于所述电压输入端，所述补偿电流的方向和所述第一漏电流的方向相反。2.根据权利要求1所述的MOS电容的漏电流补偿电路，其特征在于，还包括第二电流镜，其参考电流支路连接所述第一端，其镜像电流支路连接所述电流输出端，相对于所述第一端和所述电流输出端，所述第一电流镜的电流方向和所述第二电流镜的电流方向相反。3.根据权利要求2所述的MOS电容的漏电流补偿电路，其特征在于，还包括第一偏置电压输入端，其连接至所述第二电流镜和所述差分放大器，用于为所述第二电流镜和所述差分放大器提供偏置电压；所述差分放大器的输出端为所述第一电流镜提供偏置电压。4.根据权利要求2所述的MOS电容的漏电流补偿电路，其特征在于，还包括第一偏置电压输入端，其连接至所述第一电流镜和所述差分放大器，用于为所述第一电流镜和所述差分放大器提供偏置电压；所述差分放大器...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：上海灵动微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：