[发明专利]具有低温度系数的电流源基准电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及模拟集成电路，特别是一种具有低温度系数的电流源基准电路。

背景技术

在模拟集成电路领域，电流源得到了广泛的应用，它是一个直流量，为芯片各个模块提供偏置，影响着芯片各模块的性能，如功耗，放大倍数，噪声，工作范围等。通常，我们希望产生一个与电源电压和工艺无关、具有特定的温度特性的直流电流，在大多数应用中，所要求的温度关系采用下面的三种形式中的一种：

（1）与绝对温度成正比；

（2）与绝对温度成反比；

（3）与温度无关。

在这里，与温度无关的电流源更符合大多数模拟集成电路的需求，因此得到了最广泛的应用。

图1显示了传统的电流源基准方框图，它包括运算放大器100，电阻R，低压NMOS管M_N和电流镜单元；运算放大器100，其正向输入端a连接基准电压Vref，其反向输入端b通过电阻R连接到地，其输出端o连接到低压NMOS管M_N的栅极；该低压NMOS管M_N的漏极连接到电流源单元，其源极连接到运算放大器100的反向输入端b，从而构成负反馈环路，保证流过低压NMOS管M_N的电流I₁恒等于Vref/R。通过调节电流镜单元中MOS管的尺寸，以调节输出电流I₂～I_N的大小。通常，采用带隙结构可产生接近零温度系数的基准电压Vref，但由于电阻R具有特定的温度系数，使得流过低压NMOS管M_N的输出电流I₁随温度变化，这个输出电流通过电流镜镜像到电路的各个模块，从而影响到整个电路的性能。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有基准电流源的不足，提供一种具有低温度系数的电流源基准电路，以降低输出电流的温度系数，提高输出电流的准确性。

实现本发明目的技术方案是：通过增加一路温度补偿电流对输出电流进行温度补偿，降低输出电流的温度系数。整个电路包括：基准电流单元1和电流镜单元3，其特征在于：电流镜单元3包括第一电流镜31和第二电流镜32，基准电流单元1连接在第一电流镜31的输入端e，用于产生大小可调的负温度系数电流I_N；第二电流镜32的输入端f连接有温度补偿单元2，用于产生大小可调的补偿电流I_P，这两个电流镜的输出端相连，输出温度系数小于75ppm/℃的低温度系数基准电流I_O。

作为优选，所述的基准电流单元1，包括运算放大器11，第一电阻R₁，第一低压NMOS管M₁；该运算放大器11的正向输入端a连接外部带隙基准模块输出的基准电压Vref，其反向输入端b通过第一电阻R₁连接到地，其输出端o连接到第一低压NMOS管M₁的栅极；第一低压NMOS管M₁的源极连接到运算放大器11的反向输入端b，其漏极连与第一电流镜相连。

作为优选，所述的第一电流镜31，包括第三低压PMOS管M₃和第四低压PMOS管M₄，第三低压PMOS管M₃的栅极与其自身的漏极和第四低压PMOS管M₄的栅极相连，并连接基准电流单元1中第一低压NMOS管M₁的漏极，第四低压PMOS管M₄的漏极与第二电流镜相连，这两个低压PMOS管M₃与M₄的源极相连，并连接到电源VDD。

作为优选，所述的第二电流镜32，包括第五低压PMOS管M₅和第六低压PMOS管M₆，这两个低压PMOS管M5和M6的源极相连，并连接到电源VDD；第六低压PMOS管M₆的栅极与其自身的漏极和第五低压PMOS管M₅的栅极相连，并连接到温度补偿单元2，第五低压PMOS管M₅的漏极与第一电流镜中第四低压PMOS管M₄的漏极相连。