一种具有高精度温度补偿的电流源电路制造技术

本发明专利技术涉及集成电路技术领域，具体的说是涉及一种高精度温度补偿的电流源电路。本发明专利技术具有高精度温度补偿的电流源电路，通过将与绝对温度成正比的IPTAT电流、由BE结产生的负温度系数电流和分段高阶补偿电流相加，从而得到高精度的温度补偿电流源。本发明专利技术的有益效果为，实现了高阶的温度补偿，并且由于电路不受工艺等外界因素的影响，因此能够提供高精度的零温电流，能够广泛应用于高精度的模拟或者数模混合集成电路中。本发明专利技术尤其适用于电流源电路。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及集成电路
，具体的说是涉及一种高精度温度补偿的电流源电路。本专利技术具有高精度温度补偿的电流源电路，通过将与绝对温度成正比的IPTAT电流、由BE结产生的负温度系数电流和分段高阶补偿电流相加，从而得到高精度的温度补偿电流源。本专利技术的有益效果为，实现了高阶的温度补偿，并且由于电路不受工艺等外界因素的影响，因此能够提供高精度的零温电流，能够广泛应用于高精度的模拟或者数模混合集成电路中。本专利技术尤其适用于电流源电路。【专利说明】一种具有高精度温度补偿的电流源电路
本专利技术涉及集成电路
，具体的说是涉及一种高精度温度补偿的电流源电 路。
技术介绍
随着电源管理芯片集成度的提高，芯片工作产生的热量导致芯片温度的变化是难 以避免的，而在芯片内部模块比如振荡器、延迟产生电路、运算放大器等对精度要求较高的 电路中，通常需要一个几乎与温度无关的电流源来进行偏置。电流源作为模拟集成电路和 很多电路子系统必不可少的子电路，它的性能直接牵制着电源管理芯片的性能优良，这就 要求设计一个具有高精度温度稳定性的电流源，从而提高系统的精度。 现有的基准电流设计方法有以下几种：（1)利用基准源常用的PTAT(与温度成正 比）电流源的正温度特性与迁移率的负温度特性相互抵消，产生基准电流，但由于迁移率 的温度系数存在非线性性，且对工艺要求较高，所以应用很难实现高精度要求；（2)利用带 隙基准源常用的PTAT电流源产生正温度系数电流，及三极管基极-发射极间电压产生负温 度系数电流，再由两者相互抵消产生基准电流，其优点是在已有带隙电压的情况下无需增 加过多器件即可得到基准电流，缺点是三极管基极-发射极间电压的负温系数存在非线性 问题，导致电流源较难在宽工作温度范围内实现高精度；（3)直接利用带隙基准电压，结合 运算放大器构成电压-电流转换电路，将带隙基准电压转换成基准电流，但需要使用运算 放大器，电路面积较大，且存在稳定性及三极管基极-发射极间电压的非线性温度系数问 题。综上所述，这些设计方法仍然存在无法达到高精度要求的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是针对上述传统电流源电路中由于对工艺要求较高、引入放大 器带来的面积过大、工作温度范围窄等原因造成的无法达到高精度的问题，提出了一种高 精度温度补偿的电流源电路。 本专利技术的技术方案是，一种具有高精度温度补偿的电流源电路，其特征在于，该电 流源电路由 PM0S 管 MP1、MP2、MP3、MP4、MP5, MP6, NPN 管 NPN1、NPN2、NPN3, NPN4, PTAT 电 流源1?了八1'，电阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?构成；其中，1^1的源极接电源￥00，其栅极与漏极互 连，其栅极接MP2的栅极，其漏极接PTAT电流源IPTAT的正极；PTAT电流源IPTAT的负极通 过R1接地GND ;PTAT电流源IPTAT与R1的连接点接NPN1的基极；MP2的源极接电源VDD， 其漏极接MP4的漏极；MP3的源极接电源VDD，其栅极与漏极互连，其栅极接MP4的栅极，其 漏极接NPN1的集电极；NPN1的发射极通过R2接地GND ;MP4的源极接电源VDD，其漏极与 MP2的漏极的连接点接NPN3的基极和NPN2的集电极；NPN2的发射极通过R3接地GND，其 基极通过RB接发射极；NPN3的集电极接电源VDD，其发射极接NPN2的基极和NPN4的基极； MP5的源极接电源VDD，其栅极通过R5接NPN4的集电极，其漏极接MP6的源极；MP6的栅极 接NPN4的集电极，其漏极通过R5接NPN4的集电极；NPN4的发射极通过R4接地GND。 本专利技术的有益效果为，实现了高阶的温度补偿，并且由于电路不受工艺等外界因 素的影响，因此能够提供高精度的零温电流，能够广泛应用于高精度的模拟或者数模混合 集成电路中。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术提供的高精度温度补偿电流源电路的逻辑结构示意图； 图2是本专利技术的基于高精度温度补偿电流源的具体电路结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】进行描述 如图1所示，本专利技术的具有高精度温度补偿的电流源电路，通过将与绝对温度成 正比的IPTAT电流、由BE结产生的负温度系数电流和分段高阶补偿电流相加，从而得到高 精度的温度补偿电流源。 如图2所示，为本专利技术的具有高精度温度补偿的电流源电路的具体电路结构，该 电流源电路由 PM0S 管 MP1、MP2、MP3、MP4、MP5，MP6，NPN 管 NPN1、NPN2、NPN3，NPN4，PTAT 电 流源1?了八1'，电阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?构成；其中，1^1的源极接电源￥00，其栅极与漏极互 连，其栅极接MP2的栅极，其漏极接PTAT电流源IPTAT的正极；PTAT电流源IPTAT的负极通 过R1接地GND ;PTAT电流源IPTAT与R1的连接点接NPN1的基极；MP2的源极接电源VDD， 其漏极接MP4的漏极；MP3的源极接电源VDD，其栅极与漏极互连，其栅极接MP4的栅极，其 漏极接NPN1的集电极；NPN1的发射极通过R2接地GND ;MP4的源极接电源VDD，其漏极与 MP2的漏极的连接点接NPN3的基极和NPN2的集电极；NPN2的发射极通过R3接地GND，其 基极通过RB接发射极；NPN3的集电极接电源VDD，其发射极接NPN2的基极和NPN4的基极； MP5的源极接电源VDD，其栅极通过R5接NPN4的集电极，其漏极接MP6的源极；MP6的栅极 接NPN4的集电极，其漏极通过R5接NPN4的集电极；NPN4的发射极通过R4接地GND。 本专利技术的工作原理为： 电路中PM0S管MP1和MP2的参数相同，MP3和MP4的参数相同，R3和R4的阻值 相等，NPN2和NPN4为两个相同参数的NPN管。IPTAT电流为与绝对温度成正比的PTAT电 流。由于PTAT电流源产生电路是一个通用电路，通常由三极管的基极-发射极电压差或者 亚阈区M0SFET的栅极-源极电压差产生，因此本专利技术在此不再冗述。第一 NPN管NPN1和 电阻Rl，R2及IPTAT电流构成了分段高阶补偿支路。当温度低于?；时，R1上端电压不足 以使NPN1管开启，此时，分段补偿支路上电流几乎为零，即MP3和MP4的电流为零。当温度 升高时，R1上端电压升高，同时NPN1管的导通电压下降，当温度高于?；时，R1上端电压大 于NPN1的导通电压，分段高阶补偿支路导通。此时，通过设定电阻R1和R2的阻值即可调 节分段高阶补偿。因此，电路中NPN2管的电流由3部分电流组成，PTAT电流II，分段高阶 补偿电流12和BE结产生电流13,实现输出电流具有高阶温度补偿的性能。 输出高阶温度补偿的电流设定说明 如图2所示，第一部分电流II为由电压基准源模块产生的镜像PTAT电流，通过 MP2管镜像到NPN2中，即 I! = IPTAT (1) 第二部分电流12为当温度T > ?；时，?；为某一点的温度值，由MP3和MP4构成的 电流镜镜像得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高精度温度补偿的电流源电路，其特征在于，该电流源电路由PMOS管MP1、MP2、MP3、MP4、MP5，MP6，NPN管NPN1、NPN2、NPN3，NPN4，PTAT电流源IPTAT，电阻R1、R2、R3、R4、R5、RB构成；其中，MP1的源极接电源VDD，其栅极与漏极互连，其栅极接MP2的栅极，其漏极接PTAT电流源IPTAT的正极；PTAT电流源IPTAT的负极通过R1接地GND；PTAT电流源IPTAT与R1的连接点接NPN1的基极；MP2的源极接电源VDD，其漏极接MP4的漏极；MP3的源极接电源VDD，其栅极与漏极互连，其栅极接MP4的栅极，其漏极接NPN1的集电极；NPN1的发射极通过R2接地GND；MP4的源极接电源VDD，其漏极与MP2的漏极的连接点接NPN3的基极和NPN2的集电极；NPN2的发射极通过R3接地GND，其基极通过RB接发射极；NPN3的集电极接电源VDD，其发射极接NPN2的基极和NPN4的基极；MP5的源极接电源VDD，其栅极通过R5接NPN4的集电极，其漏极接MP6的源极；MP6的栅极接NPN4的集电极，其漏极通过R5接NPN4的集电极；NPN4的发射极通过R4接地GND。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周泽坤，程洁，石跃，孙亚东，王卓，明鑫，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51