专利名称：电流源电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及集成电路领域，更具体地涉及一种电流源电路。
背景技术：
电流源为集成电路中的基本单元，广泛应用于各种模拟及集成数字电路中。电流源的结构种类繁多，但在大多数的集成电路中都是采用的电压除以电阻再镜像的方式产生集成电路所需要的电流。通过这种方式产生的电流源的电阻由于受到温度，电压，加工工艺及制程等的影响，尤其温度对产生的电流的影响很大，会产生20%左右的变化，另外场效应管在不同工艺边界的参数也存在着变化，使得同一电路输出电流值会有30%以上的差异。因此在大批量生产时，产品的成品率会受到很大的影响，而且这种电流源产生的电流的精度也达不到产业要求。因此，有必要提供一种改进的电流源电路来克服上述缺陷。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种电流源电路，该电流源电路可有效减小温度，电压，加工工艺及制程等对输出电流的影响，提高了输出电流的稳定性与准确度。为实现上述目的，本实用新型提供一种电流源电路，其包括正温系数电压产生子电路、阈值电压产生子电路及电流产生子电路，所述电流产生子电路包括放大器与第一场效应管，所述正温系数电压产生子电路产生一个与温度变化趋势相同的第一电压，且将所述第一电压输入至所述放大器的反向输入端，所述阈值电压产生子电路与外部电源连接，且产生具有固定电压值的第二电压，且将所述第二电压输入至所述放大器的正向输入端，所述放大器的输出端与所述第一场效应管的栅极连接，所述第一场效应管的源极与外部电源连接，所述第 一场效应管的漏极输出产生的电流，且所述第一场效应管的电子迁移率为与温度变化趋势相反的工艺参数。较佳地，所述电流产生子电路还包括第一电阻与第二电阻，所述第一电阻连接于所述正温系数电压产生子电路与所述放大器的反向输入端之间，所述第二电阻连接于所述阈值电压产生子电路与所述放大器的正向输入端之间。较佳地，所述电流源电路还包括第三电阻与第四电阻，所述第三电阻连接于所述放大器的反向输入端与输出端之间，所述第四电阻一端与所述放大器的正向输入端连接，
另一端接地。较佳地，所述阈值电压产生子电路包括第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第一电流源及第二电流源，所述第二场效应管的栅极、漏极及所述第三场效应管的栅极均与所述第一电流源的一端连接，所述第一电流源的另一端接地，所述第二场效应管的源极、第三场效应管的漏极及所述第四场效应管的栅极均与所述第二电流源的一端连接，所述第二电流源的另一端接地，所述第四场效应管的漏极与所述第三场效应管的源极连接，所述第四场效应管的源极与外部电源连接，且所述第三场效应管的源极与所述第四场效应管的漏极共同输出第二电压。较佳地，所述第二场效应管的宽长比与所述第三场效应管的宽长比相同，所述第一场效应管的宽长比与所述第四场效应管的宽长比相同，且所述第一场效应管的宽长比为所述第二场效应管宽长比的3倍。较佳地，所述第一电阻的阻值与第四电阻的阻值相等，所述第二电阻的阻值与第三电阻的阻值相等。较佳地，所述第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管及第四场效应管均为P型场效应管。与现有技术相比，本实用新型的电流源电路由于所述正温系数电压产生子电路产生一个与温度变化趋势相同的第一电压，且将所述第一电压输入至所述放大器的反向输入端，所述第一场效应管与所述放大器连接，且所述第一场效应管的电子迁移率为与温度变化趋势相反的工艺参数，且通过所述第一场效应管的漏极输出产生的电流；使得所述第一场效应管的电子迁移率与所述第一电压可相互削弱或抵消对方因温度变化对输出的电流的影响，提高了输出电流的稳定性与准确度。通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型。
图1为本实用新型电流源电路的结构框图。图2为本实用新型电流源电路的电路原理图。图3为本实用新型的阈值电压产生子电路的电路原理图。
具体实施方式
现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本实用新型提供了一种电流源电路，该电流源电路可有效减小温度，电压，力口工工艺及制程等对输出电流的影响，提高了输出电流的稳定性与准确度。请参考图1，图1为本实用新型电流源电路的结构框图。如图所示，本实用新型的电流源电路包括正温系数电压产生子电路、阈值电压产生子电路及电流产生子电路，所述正温系数电压产生子电路产生一个与温度变化趋势相同的第一电压，所述阈值电压产生子电路与外部电源连接，且产生具有固定电压值的第二电压，且所述第一电压与第二电压分别输入至所述电流产生子电路，所述电流产生子电路与外部电源连接，将输入的所述第一电压、第二电压及外部电源输入的电压转化为相应的电流输出，并使输出的电流符合要求。具体地，请再结合参考图2与图3。所述正温系数电压产生子电路产生一个与温度变化趋势相同的第一电压VKEF，其中所述正温系数电压产生子电路为一般常用的正温系数电压产生电路，且为本领域技术人员所熟知，在此不再详细描述。所述阈值电压产生子电路包括第二场效应管Mp1、第三场效应管Mp2、第四场效应管Mp3、第一电流源Il及第二电流源12，所述第二场效应管Mpi的栅极、漏极及所述第三场效应管Mp2的栅极均与所述第一电流源Il的一端连接，所述第一电流源Il的另一端接地，所述第二场效应管Mpi的源极、第三场效应管Mp2的漏极及所述第四场效应管Mp3的栅极均与所述第二电流源12的一端连接，所述第二电流源12的另一端接地，所述第四场效应管Mp3的漏极与所述第三场效应管Mp2的源极连接，所述第四场效应管Mp3的源极与外部电源VDD连接，且所述第三场效应管Mp2的源极与所述第四场效应管Mp3的漏极共同输出第二电压VO ；在本实用新型的优选实施方式中，所述第二场效应管Mpi的宽长比与所述第三场效应管Mp2的宽长比相同，且所述第四场效应管Mp3的宽长比为所述第三场效应管Mp2的宽长比的3倍；其中，所述第二电流源12输出的电流为所述第一电流源11输出的电流的2倍，并定义所述第一电流源Il输出的电流为I，则1^21^21。在本实用新型的阈值电压产生子电路中，所述第二场效应管Mp1、第三场效应管Mp2及第四场效应管Mp3的相互配合，可使所述第四场效应管Mp3的漏极输出的电压为外部电源电压VDD与任意一个场效应管(第二场效应管Mp1、第三场效应管Mp2及第四场效应管Mp3中的任意一个)的阈值电压Vthp的差值，即Vcj=Vdd-1 Vthp I ；且所述第一电流源I1、第二电流源12分别为第二场效应管Mp1、与第三场效应管Mp2提供电流。所述电流产生子电路包括放大器AMP与第一场效应管MP，所述放大器AMP的反向输入端与所述正温系数电压产生子电路连接，其正向输入端与所述阈值电压产生子电路连接，从而所述第一电压Vkef与第二电压VO分别对应作为所述放大器AMP的反向输入电压与正向输入电压输入至所述放大器AMP，且通过所述放大器AMP放大后经所述放大器AMP的输出端输出电压Vott ;所述第一场效应管Mp的栅极与所述放大器AMP的输出端连接，所述第一场效应管的源极与外部电源VDD连接，其漏极输出设计所需电流IKEF。在本实用新型的优选实施方式中，所述电流产生子电路还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3与第四电阻R4,且所述放大器AMP、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4共同组成了差动放大电路，从而使所述放大器AMP正向输入电压与反向输入电压按设计要求比例相减，以得到所述放大器AMP的输出电压Vott，另外，所述第一电阻Rl的阻值与第四电阻R4的阻值相等，第二电阻R2的阻值与第三电阻R3的阻值相等，即R1=R4，R2=R3,因此
;具体地，所述第一电阻R1连接于所述正温系数电压产生子电路与所述放
大器AMP的反向输入端之间，所述第三电阻R3连接于所述放大器AMP的反向输入端与输出端之间，从而所述第一电阻R1与所述和三电阻R3配合调节加到所述放大器AMP反向输入端上的电压值与所述第一电压Vkef之间的比例关系；相应地，所述第二电阻R2连接于所述阈值电压产生子电路与所述放大器AMP的正向输入端之间，所述第四电阻R4—端与所述放大器AMP的正向输入端连接，另一端接地，从而所述第二电阻R2及第四电阻R4可配合调节加到所述放大器AMP正向输入端上的电压值与所述第二电压VO之间的比例关系；从而在本实用新型中，可通过选择合适大小阻值的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3与第四电阻R4,调节所述放大器AMP的输出电压Votit的大小，进而使输出的电流Ikef的大小满足设计需求。其中，所述第一场效应管Mp的电子迁移率为与温度变化趋势相反的工艺参数，从而可部分或全部抵消所述正温系数电压产生子电路输出的第一电压Vkef因温度而对输出电流Ikef的影响，保证了输出电流Ikef的稳定性与准确度。另外，在本实用新型的优选实施方式中，所述第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管及第四场效应管均为P型场效应管。[0024]下面结合图2与图3描述本实用新型电流源电路的工作原理。在所述阈值电压产生子电路中其输出的第二电压VO的产生过程为:所述第二场效应管Mpi的源栅电压Vsepi为:
权利要求1.一种电流源电路，其特征在于包括正温系数电压产生子电路、阈值电压产生子电路及电流产生子电路，所述电流产生子电路包括放大器与第一场效应管，所述正温系数电压产生子电路产生一个与温度变化趋势相同的第一电压，且将所述第一电压输入至所述放大器的反向输入端，所述阈值电压产生子电路与外部电源连接，且产生具有固定电压值的第二电压，且将所述第二电压输入至所述放大器的正向输入端，所述放大器的输出端与所述第一场效应管的栅极连接，所述第一场效应管的源极与外部电源连接，所述第一场效应管的漏极输出产生的电流，且所述第一场效应管的电子迁移率是与温度变化趋势相反的工艺参数。
2.如权利要求1所述的电流源电路，其特征在于，所述电流产生子电路还包括第一电阻与第二电阻，所述第一电阻连接于所述正温系数电压产生子电路与所述放大器的反向输入端之间，所述第二电阻连接于所述阈值电压产生子电路与所述放大器的正向输入端之间。
3.如权利要求2所述的电流源电路，其特征在于，还包括第三电阻与第四电阻，所述第三电阻连接于所述放大器的反向输入端与输出端之间，所述第四电阻一端与所述放大器的正向输入端连接，另一端接地。
4.如权利要求1所述的电流源电路，其特征在于，所述阈值电压产生子电路包括第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第一电流源及第二电流源，所述第二场效应管的栅极、漏极及所述第三场效应管的栅极均与所述第一电流源的一端连接，所述第一电流源的另一端接地，所述第二场效应管的源极、第三场效应管的漏极及所述第四场效应管的栅极均与所述第二电流源的一端连接，所述第二电流源的另一端接地，所述第四场效应管的漏极与所述第三场效应管的源极连接，所述第四场效应管的源极与外部电源连接，且所述第三场效应管的源极与所述第四场效应管的漏极共同输出第二电压。
5.如权利要求4所述的电流源电路，其特征在于，所述第二场效应管的宽长比与所述第三场效应管的宽长比相同，所述第一场效应管的宽长比与所述第四场效应管的宽长比相同，且所述第一场效应管的宽长比为所述第二场效应管宽长比的3倍。
6.如权利要求4所述的电流源电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值与第四电阻的阻值相等，所述第二电阻的阻值与第三电阻的阻值相等。
7.如权利要求4所述的电流源电路，其特征在于，所述第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管及第四场效应管均为P型场效应管。
专利摘要本实用新型公开了一种电流源电路，其包括正温系数电压产生子电路、阈值电压产生子电路及电流产生子电路，电流产生子电路包括放大器与第一场效应管，正温系数电压产生子电路产生一个与温度变化趋势相同的第一电压，且将第一电压输入至放大器的反向输入端，阈值电压产生子电路产生具有固定电压值的第二电压，且将第二电压输入至放大器的正向输入端，放大器的输出端与第一场效应管的栅极连接，第一场效应管的源极与外部电源连接，第一场效应管的漏极输出产生的电流，且第一场效应管的电子迁移率是与温度变化趋势相反的工艺参数。本实用新型的电流源电路可有效减小温度，电压，加工工艺及制程等对输出电流的影响，提高了输出电流的稳定性与准确度。
文档编号G05F1/565GK203012575SQ201220637690
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者杨保顶 申请人:四川和芯微电子股份有限公司