一种电流源电路制造技术

本发明专利技术实施例提供一种电流源电路，所述电流源电路包括两个PMOS管、三个NMOS管以及一个电阻；与传统的电流源电路相比，该电流源电路增加了一个NMOS管，即增加了一个设计参数，使得电流源电路的温度系数较低，可以应用到家庭智能系统等对电流源电路的温度系数要求较高的应用场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路
，具体涉及ー种电流源电路。
技术介绍
电流源电路是集成电路系统中非常重要的基本电路之一，它为芯片中其他模块的正常工作提供了必要的偏置电流，因此它的性能在很大程度上影响了芯片的整体性能。如图I所示，为传统的电流源电路的电路结构图，该电流源电路包括四个MOS管M1、M2、M3、M4和一个电阻；其中MOS管M3和M4构成共源共栅电流镜结构，所以，M3的源漏电流和M4的源漏电流成一定比例关系。电流源电路通常能够输出较为稳定的參考电流；但是，由于环境温度或者芯片运行时间的影响，芯片周围的温度会有所改变，造成电流源电路输出的參考电流有所变化。电流源电路输出的參考电流随温度的变化系数通常称为电流源电路的温度系数。现有技术中，多数应用的电流源电流的温度系数都较大，如为1000ppm/°C左右，电流 源电路的温度系数无法达到较小的范围。这就造成很多电流源电路无法在某些有特定要求的电路中使用，例如，家庭智能系统等应用场合中，通常要求电流源电路的温度系数要尽量低，但是，现有的大多数电流源电路都无法满足这ー要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供ー种温度系数较低的电流源电路，以满足不同应用场合对电流源电路低温度系数的要求。为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种电流源电路，包括两个PMOS管、三个NMOS管以及ー个电阻，其中，第一 PMOS管的源极连接到电源，栅极与漏极相连；第二 PMOS管的源极连接到所述电源，栅极与所述第一 PMOS管的栅极相连；第一 NMOS管的源极接地，漏极与所述第一 PMOS管的漏极相连；第二 NMOS管的源极与所述第一 NMOS管的栅极相连，栅极与漏极相连，并与所述第ニ PMOS管的漏极相连；第三NMOS管的源极通过第一电阻接地，栅极与所述第二 NMOS管的栅极相连，漏极与所述第一 NMOS管的栅极相连；所述第一 PMOS管、第二 PMOS管、第一 NMOS管、第二 NMOS管以及所述第三NMOS管均工作在饱和区。优选地，所述第一 PMOS管的沟道宽长比与所述第二 PMOS管的沟道宽长比相同。优选地，所述第一电阻的电阻值R满足其中ん = -—-^7- A,μη€ο{^- )(Fg, - Vm )2 ；M alPm dTJ其中，Vth为所述第二 NMOS管的阈值电压，Ids为所述第二 NMOS管的漏源电流，μ η W为所述第二 NMOS管的迁移率，Cox为所述第二 NMOS管的単位面积的栅氧化层电容，Y为所述第二 NMOS管的沟道宽长比，Vgs为所述第二 NMOS管的栅源电压差，T为开尔文温度。优选地，所述电流源电路还包括第一启动电路，所述第一启动电路包括ー个PMOS管和两个NMOS管，其中，第三PMOS管的源极连接到所述电源，栅极与所述第一 NMOS管的栅极相连；第四NMOS管的源极接地，栅极与所述第三PMOS管的栅极相连，漏极与所述第三PMOS管的源极相连； 第五NMOS管的源极接地，栅极与所述第三PMOS管的漏极相连，漏极与所述第一PMOS管的栅极相连。优选地，所述第三PMOS管的沟道宽长比大于所述第四NMOS管的沟道宽长比。优选地，所述电流源电路还包括第二启动电路，所述第二启动电路包括ー个PMOS管、ー个NMOS管和ー个电阻，其中，第四PMOS管的源极连接到所述电源，漏极与所述第二 PMOS管的漏极相连，栅极通过第二电阻接地；第六NMOS管的源极接地，栅极与漏极相连并通过所述第二电阻接地。本专利技术实施例提供ー种电流源电路，包括两个PMOS管、三个NMOS管以及ー个电阻；与传统的电流源电路相比，该电流源电路增加了ー个NMOS管，即增加了ー个设计參数，使得电流源电路的温度系数较低，可以应用到家庭智能系统等对电流源电路的温度系数要求较高的应用场合。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是现有技术中传统的电流源电路的电路结构图；图2是本专利技术实施例一的电流源电路的电路结构图；图3是本专利技术实施例ニ的电流源电路的输出基准电流随温度的变化曲线图；图4是本专利技术实施例三的电流源电路的电路结构图；图5是本专利技术实施例四的电流源电路的电路结构图。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。现有技术中，对于传统的电流源电路，其温度系数一般较高，例如在1000ppm/°C左右，因此，这些传统的电流源电路无法满足某些应用场合对电流源电路低温度系数的要求。如图I所示的电流源电路，构成共源共栅电流镜结构的MOS管M3和M4的沟道宽长比成一定比例关系I :m，则由基尔霍夫电压定律可以得到，MOS管Ml和M2的栅极电压满足下式rnlDsR+^GS2_^Gsi.................................................................. (I)其中，Ids为MOS管M2的源漏电流，即流过电阻R的电流；当图I中的各MOS管エ作在饱和区时，根据饱和区的源漏电流公式，(I)式中的Ids满足IDS = MnCoxI^GS _ TH ) ......................................................... ( 2 )其中，レ 为NMOS管的迁移率，C^iNMOS管的单位面积的栅氧化层电各y；/ NMOS管的沟道宽长比，Vgs为NMOS管栅源电压差，Vth为NMOS管的阈值电压。将(2)式代入(I)式，并对(I)式两端求导，可以得到图I所示的电流源电路输出的參考电流的一介温度系数关系式I dl — I ‘:///. 2 dll, 0、i~jf~ u Ji~Jf............................................................其中，I为输出的參考电流，ロ 为NMOS管的迁移率，R为电路中电阻的电阻值。可见，图I所示的电流源电路的温度系数是ー个与电阻的电阻值R和MOS管的迁移率有关的量，其中MOS管的迁移率是确定的，所以，电流源电路的温度系数主要由电路中的电阻值R确定。而电流源电路中的电阻值R通常由设计エ艺以及代エ厂的设计參数决定；而这些參数只能在一定范围内改变，因此，通常情况下，图I所示的电流源电路的温度系数较大，例如大于1000ppm/°C。这使得传统的电流源电路无法满足对电流源电路低温度系数的要求，更无法应用在对低温度系数要求较高的场合。在图I所示的传统电流源电路的电路结构的基础上，专利技术人经过深入分析发现，通过在该电路结构的基础上增加ー个NMOS管，即增加ー个设计參数，可以得到ー个温度系数较低的电流源电路；该电流源电路能够满足电流源电路低温度系数的要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流源电路，包括两个PMOS管、三个NMOS管以及一个电阻，其特征在于， 第一 PMOS管的源极连接到电源，栅极与漏极相连； 第二 PMOS管的源极连接到所述电源，栅极与所述第一 PMOS管的栅极相连； 第一 NMOS管的源极接地，漏极与所述第一 PMOS管的漏极相连； 第二 NMOS管的源极与所述第一 NMOS管的栅极相连，栅极与漏极相连，并与所述第二PMOS管的漏极相连； 第三NMOS管的源极通过第一电阻接地，栅极与所述第二 NMOS管的栅极相连，漏极与所述第一 NMOS管的栅极相连； 所述第一 PMOS管、第二 PMOS管、第一 NMOS管、第二 NMOS管以及所述第三NMOS管均工作在饱和区。2.根据权利要求I所述的电流源电路，其特征在于，所述第一PMOS管的沟道宽长比与所述第二 PMOS管的沟道宽长比相同。3.根据权利要求I所述的电流源电路，其特征在于，所述第一电阻的电阻值R满足4.根据权利要求I至3中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵喆，陈岚，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：