專利名稱：恒流電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成在半導(dǎo)體集成電路的芯片上的恒流電路，特別是涉及具備接通電 源時(shí)防止振蕩的啟動(dòng)單元的恒流電路。
背景技術(shù)：
恒流電路被用作各式各樣電子設(shè)備的電路的電流供給源。恒流電路的功能是與電 源端子的電源變動(dòng)不相關(guān)地對(duì)輸出端子輸出固定的電流，其低耗電流動(dòng)作也較為重要。在圖4示出傳統(tǒng)恒流電路的電路圖。傳統(tǒng)恒流電路由恒流電路部410和辨別電路 部411構(gòu)成。恒流電路的輸出與辨別電路部411的Pch晶體管407的柵極連接，辨別電路 部411的輸出與恒流電路410的Nch晶體管406的柵極連接。以下對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說明。剛接通電源后，恒流電路部410的輸出端子422的電位為零，且隨著電源電壓130 的上升而上升。當(dāng)輸出端子422的電壓和電源電壓130的差值在Pch晶體管407的閾值電 壓以下時(shí)，Pch晶體管407成為截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)節(jié)點(diǎn)C的電位成為零，因此反相器408的輸 出端子的電位成為高電平。因此，Nch晶體管406成為導(dǎo)通狀態(tài)，輸出端子422的電位成為 零。再者，由于恒流電路部410的Pch晶體管401、Pch晶體管402的柵極電位成為零，所以 被激勵(lì)出流往節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B的電流I1、I2 (稱為電流激勵(lì)動(dòng)作)。與此同時(shí)Pch晶體管407 的柵極電位下降，因此電流流過節(jié)點(diǎn)C與負(fù)載電阻409。這時(shí)，若將節(jié)點(diǎn)C的電位決定成大 于反相器408的邏輯閾值，則由于反相器408的輸出端子的電位反相并成為零，所以Nch晶 體管406成為截止?fàn)顟B(tài)。在此，如果因激勵(lì)電流II、12而恒流電路部410不工作，那么節(jié)點(diǎn)B的電位就會(huì)上 升，其結(jié)果Pch晶體管407截止，因此辨別電路部411向上述的電流激勵(lì)動(dòng)作過渡，在恒流 電路部410中再次激勵(lì)出電流II、12。如此通過辨別電路部411而若干次被激勵(lì)出電流II、12，直到恒流電路部410工 作為止，從而電路被可靠地啟動(dòng)，且過渡到“恒流狀態(tài)”(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。到此，就辨別電路部411中作為用于將Pch晶體管407的導(dǎo)通/截止變換為啟動(dòng) 用信號(hào)的單元而使用電阻409的例子進(jìn)行了說明，但也可以用耗盡型Nch晶體管構(gòu)成該電 阻409。即，將該耗盡型Nch晶體管的漏電極連接至辨別電路部411的節(jié)點(diǎn)C，并將柵電極 與源電極共同連接至接地電位131。通過該連接，該耗盡型Nch晶體管作為柵極偏置電壓始 終為零的耗盡型Nch晶體管而進(jìn)行動(dòng)作，因此顯而易見，在需要高電阻值的電路中對(duì)縮小 電阻體的面積有成效。專利文獻(xiàn)1 日本特開平7-106869號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在傳統(tǒng)技術(shù)中在節(jié)點(diǎn)B監(jiān)視恒流電路部410的啟動(dòng)狀態(tài)，并對(duì)節(jié)點(diǎn)B提供啟 動(dòng)用的激勵(lì)電流。如果在恒流電路部410的節(jié)點(diǎn)A過渡到啟動(dòng)狀態(tài)之前結(jié)束激勵(lì)電流的供給，則不進(jìn)行電路的啟動(dòng)，而再次返回到零穩(wěn)定狀態(tài)，反復(fù)進(jìn)行啟動(dòng)/零穩(wěn)定而有可能處于 振蕩狀態(tài)。此外，在啟動(dòng)后辨別電路部411中始終有電流持續(xù)流過，所以不適合低耗電流 化。為了解決傳統(tǒng)課題，本發(fā)明的恒流電路中采用如下構(gòu)成。一種恒流電路，其特征在于，包括恒流電路部和啟動(dòng)電路，該恒流電路部具備第 一晶體管，該第一晶體管的源極與第一電源連接；第二晶體管，該第二晶體管的漏極和柵極 分別與所述第一晶體管的漏極連接，而源極與第二電源連接；第三晶體管，該第三晶體管的 源極與所述第一電源連接，而漏極和柵極與所述第一晶體管的柵極連接；第四晶體管，該第 四晶體管的源極與第一電阻連接，而柵極與所述第二晶體管的柵極及漏極連接，且漏極與 所述第三晶體管的柵極及漏極連接；以及所述第一電阻，其一端與所述第四晶體管的源極 連接，而另一端與所述第二電源連接；所述啟動(dòng)電路具備第五和第六晶體管，它們的柵極 與所述第二晶體管的柵極連接；和第七晶體管，該第七晶體管的柵極與所述第五和所述第 六晶體管的漏極連接，而漏極與所述第三晶體管的柵極連接，且源極與所述第二電源連接。(發(fā)明效果)依據(jù)本發(fā)明的恒流電路，在節(jié)點(diǎn)A達(dá)到啟動(dòng)狀態(tài)為止的期間，對(duì)節(jié)點(diǎn)B持續(xù)供給激 勵(lì)電流，由此具有這樣的效果無需反復(fù)進(jìn)行啟動(dòng)/零穩(wěn)定，在短時(shí)間內(nèi)可靠地啟動(dòng)恒流電 路。而且，具有這樣的效果當(dāng)節(jié)點(diǎn)A的電位因電源變動(dòng)等的外部干擾而小于啟動(dòng)電 路的閾值時(shí)，再次供給激勵(lì)電流，再啟動(dòng)恒流電路而防止過渡到零穩(wěn)定狀態(tài)。此外，由于啟動(dòng)電路由反相器構(gòu)成，具有啟動(dòng)前后不會(huì)有穩(wěn)定電流持續(xù)流過，適合 低耗電流動(dòng)作的效果。


圖1是第一實(shí)施方式的恒流電路的電路圖。圖2是第二實(shí)施方式的恒流電路的電路圖。圖3是第三實(shí)施方式的恒流電路的電路圖。圖4是傳統(tǒng)恒流電路的電路圖。圖5是第四實(shí)施方式的恒流電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，對(duì)實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說明。(實(shí)施例1)圖1是本實(shí)施方式的恒流電路的電路圖。本實(shí)施方式的恒流電路包括恒流電路部110和啟動(dòng)電路部111。恒流電路部110具備Pch晶體管101、Pch晶體管102、Nch晶體管103、Nch晶體 管104和電阻108。Pch晶體管101中，源極與電源端子130連接，漏極與Nch晶體管103 的漏極連接，柵極與Pch晶體管102的柵極連接。Pch晶體管102中，源極與電源端子130 連接，漏極與柵極及Nch晶體管104的漏極連接。Nch晶體管103中，源極與接地端子131 連接，漏極與柵極及Nch晶體管104的柵極連接。Nch晶體管104中，源極與電阻108連接。電阻108中，一端與Nch晶體管104的源極連接，另一端與接地端子131連接。啟動(dòng)電路部111具備Pch晶體管105、Nch晶體管106、及Nch晶體管107。Pch晶 體管105中，源極與電源端子130連接，漏極與Nch晶體管106的漏極及Nch晶體管107的 柵極連接，而柵極與Nch晶體管103的柵極及Nch晶體管106的柵極連接。Nch晶體管106 中，源極與接地端子131連接。Nch晶體管107中，源極與接地端子131連接，漏極與Pch晶 體管102的柵極連接。以下對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說明。Nch晶體管106采用其閾值比Nch晶體管103、Nch晶體管104的閾值低的晶體管。在電源啟動(dòng)后，當(dāng)節(jié)點(diǎn)A的電位低于Nch晶體管106的閾值時(shí)，啟動(dòng)電路部111的 Pch晶體管105和Nch晶體管106判斷恒流電路部110不在啟動(dòng)狀態(tài)，向Nch晶體管107 輸出啟動(dòng)信號(hào)。再者，Nch晶體管107從Pch晶體管102抽出激勵(lì)電流。由于Pch晶體管 IOUPch晶體管102構(gòu)成電流鏡，產(chǎn)生流向Pch晶體管101的激勵(lì)電流。Pch晶體管101的 激勵(lì)電流對(duì)節(jié)點(diǎn)A的對(duì)地寄生電容進(jìn)行充電，使Nch晶體管103、Nch晶體管104導(dǎo)通。在 此，若Nch晶體管103、Nch晶體管104的柵極電位超過由Nch晶體管106、Pch晶體管105 構(gòu)成的反相器的閾值，則反相器的輸出從高電平反轉(zhuǎn)到低電平，Nch晶體管107向截止區(qū)域 動(dòng)作過渡，結(jié)束激勵(lì)電流的供給。在該時(shí)刻Pch晶體管101和Pch晶體管102、Nch晶體管 103、Nch晶體管104中流過充分的電流，恒流電路部可靠地向穩(wěn)定狀態(tài)過渡。在恒流電路部過渡到穩(wěn)定狀態(tài)后，節(jié)點(diǎn)A的電位因電源變動(dòng)或噪聲等的外部干擾 而小于啟動(dòng)電路部的反相器的閾值時(shí)，再次供給激勵(lì)電流并再啟動(dòng)恒流電路而確實(shí)向穩(wěn)定 狀態(tài)過渡。啟動(dòng)電路部為反相器結(jié)構(gòu)，在啟動(dòng)前后不會(huì)有穩(wěn)定電流持續(xù)流過，能夠進(jìn)行低耗 電流動(dòng)作。如以上記載的那樣，本實(shí)施方式的恒流電路在節(jié)點(diǎn)A達(dá)到啟動(dòng)狀態(tài)為止的期間， 繼續(xù)向節(jié)點(diǎn)B供給激勵(lì)電流，從而不會(huì)反復(fù)進(jìn)行啟動(dòng)/零穩(wěn)定，能在短時(shí)間內(nèi)可靠地啟動(dòng)恒 流電路。而且，具有這樣的效果當(dāng)節(jié)點(diǎn)A的電位因電源變動(dòng)等的外部干擾而小于啟動(dòng)電 路的閾值時(shí)，再次供給激勵(lì)電流，并再啟動(dòng)恒流電路而防止向零穩(wěn)定狀態(tài)過渡。此外，由于啟動(dòng)電路為反相器結(jié)構(gòu)，所以在啟動(dòng)前后不會(huì)有穩(wěn)定電流持續(xù)流過，具 有適合低耗電流動(dòng)作的效果。(實(shí)施例2)圖2是第二實(shí)施方式的恒流電路的電路圖。與圖1的不同點(diǎn)在于在Nch晶體管 201與Pch晶體管105之間插入電阻202，并且使Nch晶體管201的閾值與Nch晶體管103、 Nch晶體管104相同。電阻202的一端與Pch晶體管105的漏極連接，而另一端與Nch晶體管201的漏 極和Nch晶體管107的柵極連接。接著對(duì)第二實(shí)施方式的恒流電路的動(dòng)作進(jìn)行說明。由于制造工藝上的限制等而無法在Nch晶體管201上使用與Nch晶體管103、Nch 晶體管104不同的閾值的晶體管，這時(shí)，通過使用電阻202來進(jìn)行調(diào)整。通過追加電阻202 來調(diào)整反相器的閾值，使之低于穩(wěn)定狀態(tài)下的節(jié)點(diǎn)A的電位，能夠使啟動(dòng)電路部111動(dòng)作。
如以上記載的那樣，第二實(shí)施方式的恒流電路中，通過使用電阻202來進(jìn)行調(diào)整， 以使Nch晶體管201的閾值變低，能夠使啟動(dòng)電路111動(dòng)作。(實(shí)施例3)圖3是第三實(shí)施方式的恒流電路的電路圖。與圖1的差異在于在Nch晶體管107與Pch晶體管102之間插入了電阻301。電阻301的一端與Pch晶體管102的柵極連接，而另一端與Nch晶體管107的漏 極連接。接著對(duì)第三實(shí)施方式的恒流電路的動(dòng)作進(jìn)行說明。當(dāng)沒有電阻301時(shí)，Nch晶體管107的激勵(lì)電流在設(shè)電源電壓為VDD、Pch晶體管 102的閾值為Vth (PM2)、Nch晶體管107的導(dǎo)通電阻為Ron (NM4)時(shí)成為{VDD-Vth (PM2)} / Ron(NM4)。由該式可知，當(dāng)電源電壓升高時(shí)電流值增大且啟動(dòng)時(shí)的消耗電流也越來越大。作 為限制該電流的方法，通過插入電阻301來對(duì)啟動(dòng)電流加限制。在使用電阻301時(shí)的激勵(lì) 電流，在設(shè)電阻301的電阻值為R2時(shí)能成為{VDD-Vth (PM2)}/{Ron (NM4)+R2}。由該式可 知，通過加大R2，能夠限制激勵(lì)電流。如以上記載的那樣，第三實(shí)施方式的恒流電路通過使用電阻301，以使啟動(dòng)時(shí)的電 流變小的方式進(jìn)行限制，并能使啟動(dòng)電路111動(dòng)作。(實(shí)施例4)圖5是第四實(shí)施方式的恒流電路的電路圖。 圖5的恒流電路是使圖1的恒流電路逆導(dǎo)電型的電路。接著對(duì)第四實(shí)施方式的恒流電路的動(dòng)作進(jìn)行說明。Pch晶體管502采用其閾值低于Pch晶體管101、Pch晶體管102的晶體管。在電源啟動(dòng)后，節(jié)點(diǎn)B的電位高于Pch晶體管502的閾值時(shí)，啟動(dòng)電路部111的 Pch晶體管502和Nch晶體管503判斷恒流電路部110不在啟動(dòng)狀態(tài)，并向Pch晶體管504 輸出啟動(dòng)信號(hào)。然后Pch晶體管504使激勵(lì)電流流向Nch晶體管103。Nch晶體管103、Nch 晶體管104構(gòu)成電流鏡，產(chǎn)生流向Nch晶體管104的激勵(lì)電流。Nch晶體管104的激勵(lì)電流 使節(jié)點(diǎn)B的對(duì)地寄生電容放電，并使Pch晶體管102、Pch晶體管101導(dǎo)通。在此，當(dāng)Pch晶 體管101、Pch晶體管102的柵極電位小于由Nch晶體管503、Pch晶體管502構(gòu)成的反相器 的閾值時(shí)，反相器的輸出從低電平反轉(zhuǎn)到高電平，Pch晶體管504向截止區(qū)域動(dòng)作過渡，結(jié) 束激勵(lì)電流的供給。在該時(shí)刻Pch晶體管101、Pch晶體管102、Nch晶體管103、和Nch晶 體管104中有充分的電流流過，恒流電路部確實(shí)向穩(wěn)定狀態(tài)過渡。此外雖然未做圖示，但通過使Pch晶體管502的閾值與Pch晶體管101及Pch晶 體管102相同，并且在Pch晶體管502的漏極與Nch晶體管503的漏極之間插入電阻，調(diào)整 反相器的閾值，能夠使之作為啟動(dòng)電路部進(jìn)行動(dòng)作。此外雖然未做圖示，通過在Pch晶體管504的漏極與Nch晶體管103的柵極插入 電阻，能夠限制啟動(dòng)時(shí)的電流。如以上記載的那樣，第四實(shí)施方式的恒流電路在節(jié)點(diǎn)B達(dá)到啟動(dòng)狀態(tài)為止的期 間，繼續(xù)向節(jié)點(diǎn)A供給激勵(lì)電流，由此無需反復(fù)進(jìn)行啟動(dòng)/零穩(wěn)定，能在短時(shí)間內(nèi)可靠地啟 動(dòng)恒流電路。附圖標(biāo)記說明
110恒流電路部；111啟動(dòng)電路部；130電源端子；131接地端子；408反相器； 410恒流電路部；411啟動(dòng)電路部。
權(quán)利要求
1.一種恒流電路，其特征在于，包括恒流電路部和啟動(dòng)電路， 該恒流電路部具備第一晶體管，其源極與第一電源連接；第二晶體管，其漏極及柵極分別與所述第一晶體管的漏極連接，而源極與第二電源連接；第三晶體管，其源極與所述第一電源連接，而漏極及柵極與所述第一晶體管的柵極連接；第四晶體管，其源極與第一電阻連接，而柵極與所述第二晶體管的柵極及漏極連接，且 漏極與所述第三晶體管的柵極及漏極連接，以及所述第一電阻，其一端與所述第四晶體管的源極連接，而另一端與所述第二電源連接， 所述啟動(dòng)電路具備第五晶體管，其源極與所述第一電源連接，而柵極與所述第二晶體管的柵極連接； 第六晶體管，其源極與所述第二電源連接，而柵極與所述第二晶體管的柵極連接；以及 第七晶體管，其柵極與所述第五晶體管的漏極及所述第六晶體管的漏極連接，而漏極 與所述第三晶體管的柵極連接，且源極與所述第二電源連接。
2.一種恒流電路，其特征在于，包括恒流電路部和啟動(dòng)電路， 該恒流電路部具備第一電阻，其一端與第一電源連接； 第一晶體管，其源極與所述第一電阻的另一端連接；第二晶體管，其漏極及柵極分別與所述第一晶體管的漏極連接，而源極與第二電源連接；第三晶體管，其源極與所述第二電源連接，而柵極與所述第二晶體管的柵極連接；以及 第四晶體管，其源極與所述第一電源連接，而柵極及漏極與所述第一晶體管的柵極及 所述第三晶體管的漏極連接， 所述啟動(dòng)電路具備第五晶體管，其源極與所述第二電源連接，而柵極與所述第四晶體管的柵極連接； 第六晶體管，其源極與所述第一電源連接，而柵極與所述第四晶體管的柵極連接；以及 第七晶體管，其柵極與所述第五晶體管的漏極及所述第六晶體管的漏極連接，而漏極 與所述第三晶體管的柵極連接，并且源極與所述第一電源電路連接。
3.如權(quán)利要求1所述的恒流電路，其特征在于，所述第六晶體管的閾值的絕對(duì)值低。
4.如權(quán)利要求2所述的恒流電路，其特征在于，所述第六晶體管的閾值的絕對(duì)值低。
5.如權(quán)利要求1所述的恒流電路，其特征在于，在所述第五晶體管及所述第六晶體管 的漏極之間設(shè)有第二電阻。
6.如權(quán)利要求2所述的恒流電路，其特征在于，在所述第五晶體管及所述第六晶體管 的漏極之間設(shè)有第二電阻。
7.如權(quán)利要求1所述的恒流電路，其特征在于，在所述第本晶體管的漏極與所述第三 晶體管的柵極之間設(shè)有第三電阻。
8.如權(quán)利要求2所述的恒流電路，其特征在于，在所述第七晶體管的漏極與所述第三 晶體管的柵極之間設(shè)有第三電阻。
9.如權(quán)利要求3所述的恒流電路，其特征在于，在所述第七晶體管的漏極與所述第三 晶體管的柵極之間設(shè)有第三電阻。
10.如權(quán)利要求4所述的恒流電路，其特征在于，在所述第七晶體管的漏極與所述第三 晶體管的柵極之間設(shè)有第三電阻。
全文摘要
本發(fā)明提供一種恒流電路，以防止在電源啟動(dòng)時(shí)因反復(fù)進(jìn)行啟動(dòng)/零穩(wěn)定而處于振蕩狀態(tài)，并且能以低耗電流進(jìn)行動(dòng)作。在電源啟動(dòng)時(shí)，在節(jié)點(diǎn)A達(dá)到啟動(dòng)狀態(tài)為止的期間，繼續(xù)對(duì)節(jié)點(diǎn)B供給激勵(lì)電流，從而無需反復(fù)進(jìn)行啟動(dòng)/零穩(wěn)定而在短時(shí)間內(nèi)可靠地啟動(dòng)恒流電路。
文檔編號(hào)G05F1/10GK102096430SQ20101058746
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者挽地友生, 有山稔, 村岡大介, 藤村學(xué) 申請(qǐng)人:精工電子有限公司