【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路设计，具体涉及一种低压偏置电流电路及一种低压偏置电流电路的工作方法。
技术介绍
1、偏置电流电路作为芯片的重要的电路单元，广泛应用于模拟电路和混合信号电路中。随着集成电路技术的发展，尤其是便携式电子设备的快速普及，芯片面积逐渐减小，供电电压越来越低，对偏置电流电路设计提出了更高的要求。
2、传统的低压偏置电流电路主要通过带隙基准源电路实现，一般由运算放大器、电流镜、双极晶体管和电阻组成。如图1所示，其中q1和q2表示双极晶体管，m0、m1和m2构成电流镜，r1、r2、r3和r4表示电阻。如图2所示，为常见的运算放大器电路，其中vp和veb1分别为运放的正输入端和负输入端，vo为运放的输出端，ibias为运放的输入偏置电流。
3、上述低压偏置电流电路存在一些缺陷：
4、1)由于需要使用双极晶体管，导致电路占用面积较大；
5、2)运算放大器的最低工作电压制约了偏置电流电路的工作电压的下限。以图2中的运算放大器电路为例，整个低压偏置电流电路的最低工作电压为：
6、vddmin＝vgs5+vov3+vov7
7、其中vgs5为m5的栅源电压，vov3为m3的过驱动电压，vov7为m7的过驱动电压。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低压偏置电流电路及其工作方法，能够在低供电电压下工作。
2、为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种低压偏置电流电
4、优选地，所述电流产生电路包括：负温度系数电流产生电路，通过设置负温度系数电流产生电路中的电流叠加系数，使其产生与温度值无关的输出电流。
5、进一步地，所述负温度系数电流产生电路包括nmos管m1和m2，pmos管m3、m4和m5，以及电阻r1。
6、再进一步地，m1的源极接地，栅极与m2的漏极和m4的漏极相连，漏级与m3的栅极和漏级，以及m4和m5的栅极相连；m2的源极接地，栅极与m5的漏极和电阻r1的一端相连，漏极与m1的栅极和m4的漏极相连；m3的源极连接电源，栅极与自身的漏极相连，并同时连接m4和m5的栅极以及m1的漏极；m4的源极连接电源，栅极与m3的栅极和m5的栅极相连，漏极与m2的漏极和m1的栅极相连；m5的源极连接电源，栅极与m3的栅极和m4的栅极相连，漏极与电阻r1的一端和m2的栅极相连；电阻r1的一端接地，另一端与m2的栅极和m5的漏极相连。
7、更进一步地，所述负温度系数电流产生电路包括nmos管m6、m7和m8，pmos管m9和m10，以及电阻r2。
8、更进一步地，m9的源极连接电源，栅极与m10的漏极和m7的漏极相连，漏级与m6的栅极和漏级，以及m7和m8的栅极相连；m10的源极连接电源，栅极与m8的漏极和电阻r2的一端相连，漏极与m9的栅极和m7的漏极相连；m6的源极接地，栅极与自身的漏极相连，并同时连接m7和m8的栅极以及m9的漏极；m7的源极接地，栅极与m6的栅极和m8的栅极相连，漏极与m10的漏极和m9的栅极相连；m8的源极接地，栅极与m6的栅极和m7的栅极相连，漏极与电阻r2的一端和m10的栅极相连；电阻r2的一端接地，另一端与m10的栅极和m8的漏极相连。
9、更进一步地，所述电流输出电路包括nmos管m11以及pmos管m12、m13和m14。
10、更进一步地，m11的源极接地，栅极与m6的栅极，m7的栅极和m8的栅极相连，漏极与m12的漏极和m13的栅极和漏极相连；m12的源极连接电源，栅极与m3的栅极，m4的栅极和m5的栅极相连，漏极与m11的漏极和m13的栅极和漏极相连；m13的源极连接电源，栅极与自身的漏极相连，并同时连接m14的栅极、m11的漏极和m12的漏极；m14的源极连接电源，栅极与m13的栅极和漏极相连，漏极作为输出端接外部电路。
11、更进一步地，所述pmos管m3、m4、m5和m12组成第一电流镜，所述nmos管m6、m7、m8和m11组成第二电流镜，所述pmos管m13和m14组成第三电流镜。
12、一种如上述的低压偏置电流电路的工作方法，包括：
13、m2的栅源电压vgs2与温度成负比例关系，该电压落在电阻r1上，在电阻r1上产生一个负温度系数偏置电流i1，i1的大小由m2的栅源电压vgs2和电阻r1决定：
14、
15、负温度系数偏置电流i1通过第一电流镜转换为电流i3，从m12的漏级取出，设pmos管m12与m5的宽长比分别为k12和k5，则m12的电流i3为：
16、
17、m10的栅源电压vgs10与温度成负比例关系，该电压落在电阻r2上，在电阻r2上产生一个负温度系数偏置电流i2，i2的大小由m10的栅源电压vgs10和电阻r2决定：
18、
19、负温度系数偏置电流i2通过第二电流镜转换为电流i4，从m11的漏级取出，设pmos管m11与m8的宽长比分别为k11和k8，则m11的电流i4为：
20、
21、m13的电流i5为i4与i3电流之差：
22、
23、设pmos管m14与m13的宽长比分别为k14和k13，则m14的电流iref为：
24、
25、通过合理设置两个负温度系数电流的叠加系数，即调节k11/k8的比值、k12/k5的比值、以及r1和r2的阻值，使iref对温度的导数为0，从而得到近似与温度无关的输出参考电流iref，通过调节k14/k13的比值，从而得到任意大小的输出参考电流iref。
26、本专利技术具有以下有益效果：
27、采用本专利技术的低压偏置电流电路，包括：电流产生电路和电流输出电路，所述电流输出电路包括pmos管m13和m14组成电流镜，通过调整m14的宽长比和m13的宽长比的比值，从而调整输出电流值的大小，使其能够在低供电电压下工作。
28、本专利技术提供的由纯cmos器件设计的偏置电流电路，可在较低的电压下产生稳定的参考电流，最低工作电压约为：vddmin＝vgs6+vov9，其中vgs6为m6的栅源电压，vov9为m9的过驱动电压。与传统结构相比，最低工作电压下降幅度约为一个mos管的过驱动电压(约0.2-0.3v)，同时具有良好的温度特性，并且电路占用面积较小。
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1.一种低压偏置电流电路，其特征在于，包括：电流产生电路和电流输出电路，所述电流输出电路包括PMOS管M13和M14组成电流镜，通过调整M14的宽长比和M13的宽长比的比值，从而调整输出电流值的大小。
2.如权利要求1所述的低压偏置电流电路，其特征在于，所述电流产生电路包括：负温度系数电流产生电路，通过设置负温度系数电流产生电路中的电流叠加系数，使其产生与温度值无关的输出电流。
3.如权利要求2所述的低压偏置电流电路，其特征在于，所述负温度系数电流产生电路包括NMOS管M1和M2，PMOS管M3、M4和M5，以及电阻R1。
4.如权利要求3所述的低压偏置电流电路，其特征在于，
5.如权利要求4所述的低压偏置电流电路，其特征在于，所述负温度系数电流产生电路包括NMOS管M6、M7和M8，PMOS管M9和M10，以及电阻R2。
6.如权利要求5所述的低压偏置电流电路，其特征在于，
7.如权利要求6所述的低压偏置电流电路，其特征在于，所述电流输出电路包括NMOS管M11以及PMOS管M12、M13和M14。
...【技术特征摘要】
1.一种低压偏置电流电路，其特征在于，包括：电流产生电路和电流输出电路，所述电流输出电路包括pmos管m13和m14组成电流镜，通过调整m14的宽长比和m13的宽长比的比值，从而调整输出电流值的大小。
2.如权利要求1所述的低压偏置电流电路，其特征在于，所述电流产生电路包括：负温度系数电流产生电路，通过设置负温度系数电流产生电路中的电流叠加系数，使其产生与温度值无关的输出电流。
3.如权利要求2所述的低压偏置电流电路，其特征在于，所述负温度系数电流产生电路包括nmos管m1和m2，pmos管m3、m4和m5，以及电阻r1。
4.如权利要求3所述的低压偏置电流电路，其特征在于，
5.如权利要求4所述的低压偏置电流电路，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚晨，
申请(专利权)人：聚辰半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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