一種產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路。先由一個(gè)參考電壓和第一電阻通過(guò)第一反饋環(huán)路生成第一電流基準(zhǔn)；然后對(duì)第一電流基準(zhǔn)做鏡相，使鏡相電流流過(guò)第二電阻；再次通過(guò)第二反饋環(huán)路，補(bǔ)償?shù)诙娮璧碾娏鳎沟诙娮枭系碾妷号c前述參考電壓相等；這一用于補(bǔ)償?shù)碾娏骷纯勺鳛榈诙娏骰鶞?zhǔn)。也可將第一、第二電流基準(zhǔn)求和，得到只與參考電壓和第二電阻相關(guān)的電流基準(zhǔn)。
【專利說(shuō)明】一種產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路，特別涉及一種新的基于一個(gè)參考電壓和多個(gè)電阻產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在模擬電路中的許多應(yīng)用都要求提供電流或電壓基準(zhǔn)。電壓基準(zhǔn)一般利用帶隙基準(zhǔn)電壓生成，電流基準(zhǔn)一般借助于基準(zhǔn)電壓和電阻來(lái)生成。不同的應(yīng)用對(duì)電流基準(zhǔn)的要求各不相同，比如值的大小、溫度系數(shù)、準(zhǔn)確度等。這樣就要求采用大小不同的電阻，或具有不同溫度系數(shù)，準(zhǔn)確度的電阻。
[0003]常見(jiàn)的，生成不同電流基準(zhǔn)的方法是，針對(duì)每一個(gè)電流基準(zhǔn)，分別使用一個(gè)運(yùn)算放大器，通過(guò)反饋環(huán)路得到所需的電流，每個(gè)反饋環(huán)路都有相應(yīng)的穩(wěn)定補(bǔ)償電路。
[0004]上述常見(jiàn)的，生成不同電流基準(zhǔn)方法的示意圖如圖2所示。兩個(gè)運(yùn)算放大器Amp_0, Amp_l共享電壓基準(zhǔn)Vref,分別控制控制管Mos_nO、Mos_nl,在電阻Res_0, Res_l上得到電流并分別被電流檢測(cè)器lsns_0，Isns_l檢測(cè)，電流源lrf_0，Irf_l分別鏡相l(xiāng)sns_0，Isns_l得到輸出電流基準(zhǔn)，電容Cap_0，Cap_l分別對(duì)上述兩個(gè)控制環(huán)路做出補(bǔ)償。
[0005]這種方法存在使用運(yùn)算放大器或補(bǔ)償電容過(guò)多，成本較高的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問(wèn)題是，需要多個(gè)電流基準(zhǔn)時(shí)，使用運(yùn)算放大器或補(bǔ)償電容過(guò)多的問(wèn)題。
[0007]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種新的產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路，它基于一個(gè)參考電壓和多個(gè)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)電流基準(zhǔn)。具體方案是:先由一個(gè)參考電壓和第一電阻通過(guò)第一反饋環(huán)路生成第一電流基準(zhǔn)；然后對(duì)第一電流基準(zhǔn)做鏡相，使鏡相電流流過(guò)第二電阻；再次通過(guò)第二反饋環(huán)路，補(bǔ)償?shù)诙娮璧碾娏鳎沟诙娮枭系碾妷号c前述參考電壓相等；這一用于補(bǔ)償?shù)碾娏骷纯勺鳛榈诙娏骰鶞?zhǔn)。也可將第一、第二電流基準(zhǔn)求和，得到只與參考電壓和第二電阻相關(guān)的電流基準(zhǔn)。
[0008]如圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)的一種新的基于一個(gè)參考電壓和多個(gè)電阻產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路，包括第一電流基準(zhǔn)發(fā)生器(I )、第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)、輸出電流基準(zhǔn)(3);其中的第一電流基準(zhǔn)發(fā)生器(I)、第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)分別生成基于兩個(gè)電阻和一個(gè)共同參考電壓的電流基準(zhǔn)；其中的輸出電流基準(zhǔn)(3)鏡相第一電流基準(zhǔn)發(fā)生器(I)或第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)生成的電流基準(zhǔn)，并輸出給負(fù)載。各組成部分具有以下特征:
[0009]第一電流基準(zhǔn)發(fā)生器(I )，其特征在于:至少包括一個(gè)電壓基準(zhǔn)(Vref )、一個(gè)運(yùn)算放大器(Amp_0)、一個(gè)參考電阻(Res_0)、一個(gè)控制管(Mos_n0)、一個(gè)電流檢測(cè)器(Isns_0);其中的運(yùn)算放大器(Amp_0),接收電壓基準(zhǔn)(Vref)的輸出電壓Vref,通過(guò)反饋環(huán)路控制控制管(Mos_n0 )，使流過(guò)電阻(Res_0 )的電流等于電壓基準(zhǔn)與參考電阻的商(Vref/Res_0 )，此電流被電流檢測(cè)器(I sns_0 )檢測(cè)。[0010]第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)，其特征在于:至少包括一個(gè)電流鏡(lmr_0)、一個(gè)控制管(Mos_pI)、一個(gè)鏡相管(Mos_nI)、一個(gè)電流檢測(cè)器(Isns_l);其中的電流鏡(lmr_0)鏡相電流檢測(cè)器(lsns_0)，此電流流過(guò)鏡相管(Mos_nl);通過(guò)設(shè)置適當(dāng)?shù)木w管尺寸，在控制管(Mos_pl)和鏡相管(Mos_nl)構(gòu)成的環(huán)路控制下，鏡相管(Mos_nl)的柵源電壓與控制管(Mos_n0)相等；控制管(Mos_pl)的溝道電流被電流檢測(cè)器(Isns_l)檢測(cè)。
[0011]輸出電流基準(zhǔn)(3)，其特征在于:至少包括電流源(lrf_0)或電流源其中的電流源(lrf_0)鏡相第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)中的電流檢測(cè)器(lsns_0)，電流源(Irf_l)鏡相第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)中的電流檢測(cè)器(Isns_l)。
[0012]這種新的基于一個(gè)參考電壓和多個(gè)電阻產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路中的第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)或輸出電流基準(zhǔn)(3)，可以依據(jù)相同的原理多次使用，得到不同的電流基準(zhǔn)。以單次生成電流基準(zhǔn)為例，如圖1所示有下面的連接關(guān)系:電壓基準(zhǔn)Vref與運(yùn)算放大器Amp_0的一個(gè)輸入端連接于節(jié)點(diǎn)Nvrf_0。運(yùn)算放大器的另一輸入端與晶體管Mos_n0的源端、電阻Res_0的一端連接于節(jié)點(diǎn)Nvfb_0。運(yùn)算放大器Amp_0的輸出端，晶體管Mos_n0、Mos_nl的柵端連接于節(jié)點(diǎn)Nctr_0。晶體管Mos_n0的漏端，電流檢測(cè)器lsns_0的一端連接于節(jié)點(diǎn)Nsns。電流鏡lmr_0的一端，晶體管Mos_pl的柵端，晶體管Mos_nl的漏端連接于節(jié)點(diǎn)Nmr。電流檢測(cè)器Isns_l的一端與晶體管Mos_pl的源端相連。晶體管Mos_nl的源端，晶體管Mos_pl的漏端，電阻Res_l的一端連接于節(jié)點(diǎn)Nctr_l。電流鏡lrf_0，Irf_l鏡像lsns_0, Isns_l的電流輸出到負(fù)載。與電源節(jié)點(diǎn)Nvbat相連的有電流檢測(cè)器lsns_0,電流檢測(cè)器Isns_l，電流鏡lmr_0，電流基準(zhǔn)IrfJK Irf_l。與地參考節(jié)點(diǎn)Ngnd相連的有電壓基準(zhǔn)Vref,電阻Res_0,電阻Res_l。
[0013]該方案的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)較少的運(yùn)算放大器和補(bǔ)償電容，基于一個(gè)參考電壓和多個(gè)電阻，產(chǎn)生了多個(gè)電流基準(zhǔn)。
[0014]本發(fā)明公開(kāi)的一種新的基于一個(gè)參考電壓和多個(gè)電阻產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路，所使用的器件可以是但不限于金屬氧化半導(dǎo)體器件(M0SFET)，如可以使用其它半導(dǎo)體器件，如雙極工藝器件(Bipolar)、雙極互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件(BiCMOS)、絕緣體上硅器件(SOI)等。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
[0016]圖1:本發(fā)明公開(kāi)的一種新的基于一個(gè)參考電壓和多個(gè)電阻產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路的技術(shù)方案不意圖；
[0017]圖2:常見(jiàn)的基于一個(gè)參考電壓和多個(gè)電阻生成多個(gè)電流基準(zhǔn)的方法的示意圖；
[0018]圖3:本發(fā)明公開(kāi)的具體實(shí)施例1 ;
[0019]圖4:本發(fā)明公開(kāi)的具體實(shí)施例2 ;
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，請(qǐng)參閱圖3到圖4。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以由本說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容輕易的了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用。本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0021]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例如圖3所示。此實(shí)施例對(duì)圖1中的電流檢測(cè)器，電流鏡，電流基準(zhǔn)輸出進(jìn)行了具體細(xì)化。包括第一電流基準(zhǔn)發(fā)生器(I)、第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)、輸出電流基準(zhǔn)(3)。電壓基準(zhǔn)Vref與運(yùn)算放大器Amp_0的一個(gè)輸入端相連于節(jié)點(diǎn)Nvrf_0。運(yùn)算放大器的另一輸入端，晶體管Mos_n0的源端，電阻Res_0的一端相連于節(jié)點(diǎn)Nvfb_0。運(yùn)算放大器Amp_0的輸出端，晶體管Mos_nO、Mos_nl的柵端相連于節(jié)點(diǎn)Nctr_0。晶體管Mos_n0的漏端，電流檢測(cè)器Isns_p0的漏端和柵端,用作Isns_p0鏡相管的晶體管Imr_p0的柵端，用作Isns_p0鏡相管并輸出電流的晶體管Irf_p0的柵端連接于節(jié)點(diǎn)Nsns。晶體管Imr_PO的漏端，晶體管Mos_pl的柵端、晶體管Mos_nl的漏端連接于節(jié)點(diǎn)Nmr。兼作控制管和電流檢測(cè)管的晶體管Mos_pl的漏端、晶體管Mos_nl的源端、電阻Res_l的一端連接于節(jié)點(diǎn)Nctr_l。電流鏡Irf_p0、Irf_pl鏡像Isns_p0、Mos_pl的溝道電流輸出到負(fù)載。與電源節(jié)點(diǎn)Nvbat相連的有:電流檢測(cè)器Isns_p0的源端,兼作電流檢測(cè)器的Imr_p0的源端，電流基準(zhǔn)Irf_pO、Irf_pl的源端。與地參考節(jié)點(diǎn)Ngnd相連的有:電壓基準(zhǔn)Vref的非運(yùn)放輸入端，電阻Res_0，電阻Res_l的非晶體管端。
[0022]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例如圖4所示。此實(shí)施例對(duì)圖1中相關(guān)晶體管做了鏡相轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了到地的基準(zhǔn)電流沉。包括第一電流基準(zhǔn)發(fā)生器(I)、第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)、輸出電流基準(zhǔn)(3)。電壓基準(zhǔn)Vref,運(yùn)算放大器Amp_0的一個(gè)輸入端連接于節(jié)點(diǎn)Nvrf_0。運(yùn)算放大器的另一輸入端，晶體管Mos_p0的源端，電阻Res_0的一端連接于節(jié)點(diǎn)Nvfb_0。運(yùn)算放大器Amp_0的輸出端，晶體管Mos_pO、Mos_pl的柵端連接于節(jié)點(diǎn)Nctr_0。晶體管Mos_p0的漏端，電流檢測(cè)器Isns_n0的漏端和柵端,用作Isns_n0鏡相管的晶體管Imr_n0的柵端，用作Isns_n0鏡相管并輸出電流的晶體管Irf_n0的柵端連接于節(jié)點(diǎn)Nsns。晶體管Imr_n0的漏端，晶體管Mos_nl的柵端、晶體管Mos_pl的漏端連接于節(jié)點(diǎn)Nmr。兼作控制管和電流檢測(cè)管的晶體管Mos_nl的漏端，晶體管Mos_pl的源端，電阻Res_l的一端連接于節(jié)點(diǎn)Nctr_l。電流鏡Irf_n0, Irf_nl鏡像Isns_nO、Mos_nl的溝道電流輸出到負(fù)載,與地參考節(jié)點(diǎn)Ngnd相連的有:電流檢測(cè)器Isns_n0的源端,兼作電流檢測(cè)器的Imr_n0的源端，電流基準(zhǔn)Irf_n0、Irf_nl的源端。與電源節(jié)點(diǎn)Nvbat相連的有:電壓基準(zhǔn)Vref的非運(yùn)放輸入端，電阻Res_0，電阻Res_l的非晶體管端。
[0023]上述實(shí)施例僅示例性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。熟悉此領(lǐng)域的技術(shù)人員皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所提示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍然由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種新的基于一個(gè)參考電壓和多個(gè)電阻產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路，其特征在于，至少包括: 第一電流基準(zhǔn)發(fā)生器(I); 第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2); 輸出電流基準(zhǔn)(3)。
2.如權(quán)利要求1所述一種新的基于一個(gè)參考電壓和多個(gè)電阻產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路，其特征在于:其中的第一電流基準(zhǔn)發(fā)生器(I)、第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)分別生成基于兩個(gè)電阻和一個(gè)共同參考電壓的電流基準(zhǔn)；其中的輸出電流基準(zhǔn)(3)鏡相第一電流基準(zhǔn)發(fā)生器(I)或第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)生成的電流基準(zhǔn)，并輸出給負(fù)載。
3.如權(quán)利要求2所述的第一電流基準(zhǔn)發(fā)生器(1)，其特征在于:至少包括一個(gè)電壓基準(zhǔn)(Vref )、一個(gè)運(yùn)算放大器(Amp_0)、一個(gè)參考電阻(Res_0)、一個(gè)控制管(Mos_nO)、一個(gè)電流檢測(cè)器(lsns_0);其中的運(yùn)算放大器(Amp_0),接收電壓基準(zhǔn)(Vref)的輸出電壓Vref,通過(guò)反饋環(huán)路控制控制管(Mos_nO)，使流過(guò)電阻(ResJ))的電流等于電壓基準(zhǔn)與參考電阻的商(Vref/Res_0),此電流被電流檢測(cè)器(Isns_0)檢測(cè)。
4.如權(quán)利要求2所述的第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)，其特征在于:至少包括一個(gè)電流鏡(lmr_0)、一個(gè)控制管(Mos_pl)、一個(gè)鏡相管(Mos_nl)、一個(gè)電流檢測(cè)器(Isns_l);其中的電流鏡(lmr_0)鏡相權(quán)利要求3所述的電流檢測(cè)器(lsns_0)，此電流流過(guò)鏡相管(Mos_nl);通過(guò)設(shè)置適當(dāng)?shù)木w管尺寸，在控制管(Mos_pl)和鏡相管(Mos_nl)構(gòu)成的環(huán)路控制下，鏡相管(Mos_nl)的柵源電壓與權(quán)利要求3所述的控制管(Mos_nO)的柵源電壓相等；控制管(Mos_pl)的溝道電流被電流檢測(cè)器(Isns_l)檢測(cè)。
5.如權(quán)利要求2所述的輸出電流基準(zhǔn)(3)，其特征在于:至少包括電流源(lrf_0)或電流源(Irf_l);其中的電流源(lrf_0)鏡相權(quán)利要求(3)所述的電流檢測(cè)器(lsns_0)，電流源(Irf_l)鏡相權(quán)利要求(4)中所述的電流檢測(cè)器(Isns_l)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種新的基于一個(gè)參考電壓和多個(gè)電阻產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路，其特征在于，第二電流基準(zhǔn)發(fā)生器(2)或輸出電流基準(zhǔn)(3)，可以依據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5的原理多次生成，得到不同的電流基準(zhǔn)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種新的基于一個(gè)參考電壓和多個(gè)電阻產(chǎn)生多個(gè)電流基準(zhǔn)的電路，所使用的器件可以是但不限于金屬氧化半導(dǎo)體器件(MOSFET)，如可以使用其它半導(dǎo)體器件，如雙極工藝器件(Bipolar)、雙極互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件(BiCMOS)、絕緣體上硅器件(SOI)等。
【文檔編號(hào)】G05F3/26GK103955254SQ201410101134
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】馬軍 申請(qǐng)人:尚睿微電子（上海）有限公司