[发明专利]一种对于临界电压变异有免疫效果的电流源及其产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对于临界电压变异有免疫效果的电流源，特别是有关一种 通过提升电流源的栅极与源极间的电压差以降低临界电压对电流大小影响的 电流源。

背景技术

请参考图1。图1为一公知的电流镜的示意图。如图所示，P型金属氧化 物半导体晶体管(P-type Metal Oxide Semiconductor，PMOS)Q_P1的栅极(控制端) 用以接收一控制电压V_G、P型金属氧化物半导体晶体管Q_P1的源极(第一端)耦 接于一偏压源V_DD、P型金属氧化物半导体晶体管Q_P1的漏极(第二端)用以输 出电流I₁；P型金属氧化物半导体晶体管Q_P2的栅极(控制端)用以接收控制电 压V_G、P型金属氧化物半导体晶体管Q_P2的源极(第一端)耦接于偏压源V_DD、 P型金属氧化物半导体晶体管Q_P2的漏极(第二端)用以输出电流I₂。一般电流 镜的使用方法为将控制电压V_G对P型金属氧化物半导体晶体管Q_P1偏压以产 生参考电流源I₁，再利用P型金属氧化物半导体晶体管Q_P1与P型金属氧化物 半导体晶体管Q_P2的通道长宽比的比例(W/L)，产生出等比例的电流I₂。例如， 若P型金属氧化物半导体晶体管Q_P1的通道长宽比(W₁/L₁)为1、P型金属氧化 物半导体晶体管Q_P2的通道长宽比(W₂/L₂)为2，则在参考电流源I₁为1安培(amp) 时，所产生的电流I₂应为2安培。

而一般电流镜的使用方法为将P型金属氧化物半导体晶体管Q_P1操作于饱 和区，也就是说，电流I₁与电压V_G的关系应如下式：

I₁＝1/2×K×(W₁/L₁)×(V_SG-V_T)²   ............(1)

＝1/2×K×(W₁/L₁)×(V_DD-V_G-V_T)²  .........   (2)

其中电压V_SG为P型金属氧化物半导体晶体管Q_P1的源极与栅极间的电压 差，亦即等于电压(V_DD-V_G)、电压V_T为P型金属氧化物半导体晶体管Q_P1的 临界电压、K为一工艺常数。由此可知，参考电流源I₁的大小，与P型金属氧 化物半导体晶体管Q_P1的通道长宽比(W₁/L₁)、源极与栅极间的电压差V_SG(等于 (V_DD-V_G))，以及临界电压V_T有关。

由于临界电压V_T较容易受工艺的不同影响而有不同的值。因此，在不同 的工艺下，即使偏压源V_DD相同、源极与栅极间的电压差V_SG相同、通道长宽 比(W₁/L₁)相同，参考电流源I₁的大小，仍会受到临界电压V_T的影响而有所不 同。造成使用者在控制电流上产生误差。

发明内容