【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路设计领域，具体涉及一种低温度系数的电流源电路。
技术介绍
1、在集成电路中，电流源是为运算放大器、比较器、振荡器、乃至更复杂功能系统提供正确偏置的电路。因此，电流源电路的性能好坏决定了其他模块的好坏。一个好的电流源应该具有与环境温度、电源电压无关的特性。
2、理想的电流源电路应提供一个与电源电压和环境温度无关的电流。传统的电流源是在低压带隙中产生的。低压带隙电路能在一个电阻上产生一个低温度系数的电压，因而流过这个电阻的电流也是低温度系数的。除此之外，设计低温度系数的方法还有：正温度系数电压通过一个运放的虚短作用加载到具有正温度系数的电阻上；具有正温度系数的电流和具有负温度系数的电流相加得到温度系数低的电流。但是他们都具有各自的问题，对于具有温度系数的电阻而言，温度系数不易调节，而且存在匹配的问题，需要外部进行修剪，同时还需要考虑稳定性问题。对于正温度系数与负温度系数的电流相加的方式而言，产生正温度系数和负温度系数的电路较复杂，所占面积大、成本高。本专利技术针对上述问题，提出一种低温度系数的电流源。本专利技术所述低温度系数电流源可避免正温度系数和负温度系数的电路的设计，节省功耗和成本。
技术实现思路
1、针对现有技术的问题，本专利技术提供了一种低温度系数电流源电路，本专利技术将具有相同温度系数的电流相减，得到低温度系数的电流源。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术提供了一种低温度系数的电流源电路，包含基准电压电路、
4、所述基准电压电路包括一个运放、p型场效应管mp1、p型场效应管mp2、电阻r1、电阻r2和电阻r3、pnp晶体管q1和pnp晶体管q2；其中p型场效应管mp1、p型场效应管mp2的尺寸是相同的；pnp晶体管q1和pnp晶体管q2射极宽度比q1：q2＝1：n，n>1；pnp晶体管q1的射极通过电阻r1与p型场效应管mp1的漏极相连，pnp晶体管q2的射极通过电阻r2和电阻r3的串联电路与mp2的漏极相连；p型场效应管mp1和p型场效应管mp2的栅极相连，并且与运放的输出相连；运放的正极输入接电阻r1和电阻r3的串联电路的中间点，运放的负极输入与pnp晶体管q1的射极相连；p型场效应管mp1、p型场效应管mp2的源极接电源电压，pnp晶体管q1和pnp晶体管q2的集电极和基极接地；
5、所述同温度系数电流产生电路，包括p型场效应管mp3、n型场效应管mn1和n型场效应管mn2；其中，p型场效应管mp3的栅极和漏极相连；n型场效应管mn1的栅极和pnp晶体管q2的射极相连，n型场效应管mn1漏极和p型场效应管mp3的漏极相连；n型场效应管mn2的栅极和p型场效应管mp2的漏极相连；p型场效应管mp3的源极接电源电压，n型场效应管mn1和n型场效应管mn2源极接地；
6、所述电流作差电路包括p型场效应管mp4、p型场效应管mp5、p型场效应管mp6；p型场效应管mp4的栅极连接mp3的栅极，p型场效应管mp4的漏极连接mn2的漏极；p型场效应管mp5的漏极连接n型场效应管mn2的漏极，p型场效应管mp5的栅极和p型场效应管mp5的漏极短接，p型场效应管mp5的栅极与p型场效应管mp6的栅极相连；p型场效应管mp 4、p型场效应管mp5和p型场效应管mp6的源极接电源电压；p型场效应管mp6的漏极是电流输出端。
7、本专利技术的工作机理以及设计方法如下：
8、场效应管工作在饱和区的电流表达式中具有两个具有温度系数的变量，一个是阈值电压vth，另一个是载流子迁移率μ。图1是180纳米n型场效应管阈值电压vth随温度的变化曲线图，场效应管阈值电压vth随温度的增加而降低，称其是负温度相关的，而且其变化率几近－1mv/℃。这个值与晶体管的尺寸无关，因此相同类型的场效应管，其阈值电压是一致的。载流子迁移率μ随温度的变化与晶格振动散射有关。晶格振动散射将使载流子迁移率随温度的升高而降低。如图2是180纳米n型场效应管vgs-vth恒定的情况下漏极电流随温度的变化曲线图，vgs是栅源电压，电流的变化趋势就是载流子迁移率μ的变化趋势。
9、进一步地，根据连接关系写出电流表达式：
10、i1＝gmn1(vbe-vth)
11、i2＝gmn2(vref-vth)
12、根据作差电路的作用，可以写出差值电流的表达式：
13、
14、其中，b是mp4和mp3宽长比的比值(也即电流镜比例)、vref是带隙电压、gmn1和gmn2分别是mn1和mn2的跨导、vbe是q2的基—射结电压。该式由两个因子(跨导和一个多项式)组成，gmn2是负温度系数的，根据低温度系数的要求，第一层括号中的多项式必然是正温度系数的。vref是温度独立的带隙电压。vbe是温度负相关的，所以第二项是温度正相关的，且温度系数受到跨导比、镜像电流比b的调控。第三项因为vth前的乘子是负的，所以也是温度正相关的。两个因子相乘，在一定的温度范围内，可以得到温度系数近似为0的电流。本专利技术只要仔细设置电流镜的比例b和两个n型场效应管的尺寸，就可以在-40℃到100℃内得到温度系数低的差值电流。
15、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
16、1、用同温度系数电流相减的办法获得低温度系数的电流源，获得了比传统电流源温度系数更低的电流。
17、2、避免同时使用正温度系数的电流和负温度系数的电流，仅需设计同温度系数的电流，简化了电路结构，节省了面积。
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1.一种低温度系数的电流源电路，其特征在于，所述电路包含基准电压电路、同温度系数电流产生电路、电流作差电路；
2.根据权利要求1所述的一种低温度系数的电流源电路，其特征在于，所述PNP晶体管Q1和PNP晶体管Q2的射极宽度比为1：15。
3.根据权利要求2所述的一种低温度系数的电流源电路，其特征在于，所述电阻R1、电阻R2的值相等，且为电阻R3的2.6倍。
4.根据权利要求3所述的一种低温度系数的电流源电路，其特征在于，所述N型场效应管MN1的宽长比＝310，N型场效应管MN2的宽长比＝62，电流镜的比例B＝3.44。
【技术特征摘要】
1.一种低温度系数的电流源电路，其特征在于，所述电路包含基准电压电路、同温度系数电流产生电路、电流作差电路；
2.根据权利要求1所述的一种低温度系数的电流源电路，其特征在于，所述pnp晶体管q1和pnp晶体管q2的射极宽度比为1：15。
3.根据权利要求2...
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