基准电流电路、电荷补偿方法及芯片技术

本发明专利技术公开了一种基准电流电路、电荷补偿方法及芯片，基准电流电路包括：基准电流产生单元、基准电流复制单元和追踪补偿单元。基准电流复制单元包括共栅连接的第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管，第一MOS管和第二MOS管的漏极与基准电流产生单元相连，第三MOS管的漏极用于接入功能单元；检测电路与第三MOS管的漏极相连；钳位电路与检测电路相连；补偿电路与检测电路、钳位电路和第一MOS管的栅极相连。本发明专利技术的基准电流电路，通过对基准电流IBIAS切换时的注入或抽取电荷进行补偿，以较低的代价(几乎无直流功耗)保证切换的基准电流IBIAS能够以极快的速度建立、并大大减小对其他基准电流IBIAS瞬态的影响。流IBIAS瞬态的影响。流IBIAS瞬态的影响。

【技术实现步骤摘要】
基准电流电路、电荷补偿方法及芯片


[0001]本专利技术是关于集成电路领域，特别是关于一种基准电流电路、电荷补偿方法及芯片。

技术介绍

[0002]芯片内部电路中，基准电流电路是基准电流源的重要组成部分。现有的基准电流电路如图1所示，由基准电流产生单元IBIAS_GENERATE所在的环路产生特定的基准电流，再通过电流镜镜像得到不同大小的基准电流Iref_1、Iref_2(nA级)分别送到功能单元Module_1和Module_2中(若此时开关S1为闭合状态)。在图1的设计中，基准电流产生单元IBIAS_GENERATE所在的环路产生的电流I1、I2的大小仅设定在nA级，这样设定的优点是在其他单元电路关闭时，基准电流产生单元具有极低的功耗，而这样设定的缺点是环路的带宽很低，当增加某个功能单元使得对应的基准电流产生变化时(例如开关S1由断开状态切换到闭合状态，功能单元Module_2接入电路)，此时，增加的功能单元的相应MOS管的栅源寄生电容Cgs、栅漏寄生电容Cgd会影响到连接点VBP的电压，进而在基准电流变化的瞬态会影响到其它的基准电流的大小(例如基准电流Iref_1)，基准电流产生单元IBIAS_GENERATE所在的环路需要很长的时间才能将其调整到所要求的建立精度下。
[0003]为了减少新增设功率单元对VBP电压值的影响，提出了如图2所示的技术方案，在连接点VBP与电源电压VDD之间连接一个较大的电容Cx，同时在所切换基准电流支路的MOS管MP2的栅极串联一个电阻Rx，增大电容Cx可以减小在MOS管MP2对连接点VBP的电荷注入或抽取时连接点VBP的电压的变化，增大电阻Rx可以减缓MOS管MP2对连接点VBP注入或抽取电荷的速度，从而减小对连接点VBP的电压影响。但是较大的电容Cx会大幅增加芯片的面积，也会大幅降低基准电流产生单元IBIAS_GENERATE所在环路的带宽，并且增大电阻Rx也无法保证基准电流Iref_2的建立速度。
[0004]如图1所示，基准电流产生单元IBIAS_GENERATE输出到功能单元Module_2的第二基准电流Iref_2发生切换时，电路对第二基准电流Iref_2的切换有两方面的要求：一、第二基准电流Iref_2对应支路上的开关S1闭合与断开时，对第一基准电流Iref_1产生尽可能小的影响；二、第二基准电流Iref_2对应支路上的开关闭合时，第二基准电流Iref_2能够尽可能快地建立。
[0005]所以如果在第二基准电流Iref_2发生切换时，能够使连接点VBP的电压尽可能保持不变，避免仅通过具有nA级电流的基准电流产生单元IBIAS_GENERATE所在的环路调节连接点VBP的电压，这样既可以消除第二基准电流Iref_2切换对第一基准电流Iref_1的影响，同时又使得第二基准电流Iref_2以尽可能快的速度建立。
[0006]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种基准电流电路、电荷补偿方法及芯片，其能够在基准电流Iref_2发生切换时，能够使连接点VBP的电压尽可能保持不变。
[0008]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种基准电流电路，包括：基准电流产生单元、基准电流复制单元和追踪补偿单元。
[0009]追踪补偿单元包括：检测电路、钳位电路和补偿电路。基准电流产生单元用于产生基准电流；基准电流复制单元包括共栅连接的第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管，第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管构成电流镜，第一MOS管和第二MOS管的漏极与基准电流产生单元相连，第三MOS管的漏极用于接入功能单元；检测电路与第三MOS管的漏极相连，检测电路用于在第三MOS管的漏极与功能单元之间断开和导通时输出不同的补偿电压；钳位电路与检测电路相连，钳位电路用于在第三MOS管的漏极与功能单元之间断开时将对应的补偿电压钳位至预设值；补偿电路与检测电路、钳位电路和第一MOS管的栅极相连，补偿电路用于在钳位电路将补偿电压钳位至预设值时往第一MOS管的栅极端注入电荷、在第三MOS管的漏极与功能单元之间导通时抽取第一MOS管的栅极端的电荷。
[0010]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述检测电路包括第四MOS管和第五MOS管，所述第四MOS管和第五MOS管的栅极与第三MOS管的漏极相连，所述第四MOS管的漏极与钳位电路相连以输出补偿电压，所述第五MOS管的漏极与钳位电路相连，所述第四MOS管和第五MOS管的源极分别与电源电压和地电压相连。
[0011]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述钳位电路包括第七MOS管，所述第七MOS管的漏极与检测电路相连，所述第七MOS管的栅极与第一MOS管的栅极或控制电压相连，所述第七MOS管的源极与检测电路相连以在第三MOS管的漏极与功能单元之间断开时将对应的补偿电压钳位至预设值。
[0012]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述补偿电路包括第八MOS管或第一电容，所述第八MOS管的源极和漏极相连并与补偿电压相连，所述第八MOS管的栅极与第一MOS管的栅极相连，所述第一电容的第一端与补偿电压相连，所述第一电容的第二端与第一MOS管的栅极相连。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第八MOS管的导电沟道的面积等于第三MOS管的导电沟道的面积的1/10～1/2倍。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述追踪补偿单元还包括限流电路，所述限流电路与检测电路和地电压相连或者所述限流电路与检测电路和电源电压相连。
[0015]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述限流电路包括第六MOS管，所述第六MOS管的栅极与漏极相连且与检测电路相连，所述第六MOS管源极与电源电压或地电压相连。
[0016]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述基准电流电路还包括第二电容，所述第二电容的第一端与第一MOS管的栅极相连，所述第二电容的第二端与电源电压或地电压相连。
[0017]本专利技术还公开了一种用于基准电流电路的电荷补偿方法，所述基准电流电路包括：基准电流产生单元和基准电流复制单元，所述基准电流产生单元用于产生基准电流；所述基准电流复制单元包括共栅连接的第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管，所述第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管构成用于复制基准电流的电流镜，所述第一MOS管和第二MOS管的漏极与基准电流产生单元相连，所述第三MOS管的漏极用于接入功能单元；
[0018]所述电荷补偿方法包括：
[0019]在第三MOS管的漏极与功能单元之间导通时，通过检测电路基于第三MOS管的漏极的电压输出第一补偿电压，通过补偿电路基于第一补偿电压抽取第一MOS管的栅极端的电荷；
[0020]在第三MOS管的漏极与功能单元之间断开时，通过检测电路基于第三MOS管的漏极的电压输出第二补偿电压，通过钳位电路将第二补偿电压钳位至预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基准电流电路，其特征在于，包括：基准电流产生单元，用于产生基准电流；基准电流复制单元，所述基准电流复制单元包括共栅连接的第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管，所述第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管构成用于复制基准电流的电流镜，所述第一MOS管和第二MOS管的漏极与基准电流产生单元相连，所述第三MOS管的漏极用于接入功能单元；以及追踪补偿单元，所述追踪补偿单元包括：检测电路，与第三MOS管的漏极相连，所述检测电路用于在第三MOS管的漏极与功能单元之间断开和导通时输出不同的补偿电压；钳位电路，与检测电路相连，所述钳位电路用于在第三MOS管的漏极与功能单元之间断开时将对应的补偿电压钳位至预设值；补偿电路，与检测电路、钳位电路和第一MOS管的栅极相连，所述补偿电路用于在钳位电路将补偿电压钳位至预设值时往第一MOS管的栅极端注入电荷、在第三MOS管的漏极与功能单元之间导通时抽取第一MOS管的栅极端的电荷。2.如权利要求1所述的基准电流电路，其特征在于，所述检测电路包括第四MOS管和第五MOS管，所述第四MOS管和第五MOS管的栅极与第三MOS管的漏极相连，所述第四MOS管的漏极与钳位电路相连以输出补偿电压，所述第五MOS管的漏极与钳位电路相连，所述第四MOS管和第五MOS管的源极分别与电源电压和地电压相连。3.如权利要求1所述的基准电流电路，其特征在于，所述钳位电路包括第七MOS管，所述第七MOS管的漏极与检测电路相连，所述第七MOS管的栅极与第一MOS管的栅极或控制电压相连，所述第七MOS管的源极与检测电路相连以在第三MOS管的漏极与功能单元之间断开时将对应的补偿电压钳位至预设值。4.如权利要求1所述的基准电流电路，其特征在于，所述补偿电路包括第八MOS管或第一电容，所述第八MOS管的源极和漏极相连并与补偿电压相连，所述第八MOS管的栅极与第一MOS管的栅极...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁士鹏，王茂林，王永进，
申请(专利权)人：思瑞浦微电子科技苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：