[发明专利]一种具有高精度温度补偿的电流源电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体的说是涉及一种高精度温度补偿的电流源电路。

背景技术

随着电源管理芯片集成度的提高，芯片工作产生的热量导致芯片温度的变化是难以避免的，而在芯片内部模块比如振荡器、延迟产生电路、运算放大器等对精度要求较高的电路中，通常需要一个几乎与温度无关的电流源来进行偏置。电流源作为模拟集成电路和很多电路子系统必不可少的子电路，它的性能直接牵制着电源管理芯片的性能优良，这就要求设计一个具有高精度温度稳定性的电流源，从而提高系统的精度。

现有的基准电流设计方法有以下几种：(1)利用基准源常用的PTAT(与温度成正比)电流源的正温度特性与迁移率的负温度特性相互抵消，产生基准电流，但由于迁移率的温度系数存在非线性性，且对工艺要求较高，所以应用很难实现高精度要求；(2)利用带隙基准源常用的PTAT电流源产生正温度系数电流，及三极管基极-发射极间电压产生负温度系数电流，再由两者相互抵消产生基准电流，其优点是在已有带隙电压的情况下无需增加过多器件即可得到基准电流，缺点是三极管基极-发射极间电压的负温系数存在非线性问题，导致电流源较难在宽工作温度范围内实现高精度；(3)直接利用带隙基准电压，结合运算放大器构成电压-电流转换电路，将带隙基准电压转换成基准电流，但需要使用运算放大器，电路面积较大，且存在稳定性及三极管基极-发射极间电压的非线性温度系数问题。综上所述，这些设计方法仍然存在无法达到高精度要求的问题。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述传统电流源电路中由于对工艺要求较高、引入放大器带来的面积过大、工作温度范围窄等原因造成的无法达到高精度的问题，提出了一种高精度温度补偿的电流源电路。

本发明的技术方案是，一种具有高精度温度补偿的电流源电路，其特征在于，该电流源电路由PMOS管MP1、MP2、MP3、MP4、MP5，MP6，NPN管NPN1、NPN2、NPN3，NPN4，PTAT电流源IPTAT，电阻R1、R2、R3、R4、R5、RB构成；其中，MP1的源极接电源VDD，其栅极与漏极互连，其栅极接MP2的栅极，其漏极接PTAT电流源IPTAT的正极；PTAT电流源IPTAT的负极通过R1接地GND；PTAT电流源IPTAT与R1的连接点接NPN1的基极；MP2的源极接电源VDD，其漏极接MP4的漏极；MP3的源极接电源VDD，其栅极与漏极互连，其栅极接MP4的栅极，其漏极接NPN1的集电极；NPN1的发射极通过R2接地GND；MP4的源极接电源VDD，其漏极与MP2的漏极的连接点接NPN3的基极和NPN2的集电极；NPN2的发射极通过R3接地GND，其基极通过RB接发射极；NPN3的集电极接电源VDD，其发射极接NPN2的基极和NPN4的基极；MP5的源极接电源VDD，其栅极通过R5接NPN4的集电极，其漏极接MP6的源极；MP6的栅极接NPN4的集电极，其漏极通过R5接NPN4的集电极；NPN4的发射极通过R4接地GND。

本发明的有益效果为，实现了高阶的温度补偿，并且由于电路不受工艺等外界因素的影响，因此能够提供高精度的零温电流，能够广泛应用于高精度的模拟或者数模混合集成电路中。

附图说明

图1是本发明提供的高精度温度补偿电流源电路的逻辑结构示意图；

图2是本发明的基于高精度温度补偿电流源的具体电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述

如图1所示，本发明的具有高精度温度补偿的电流源电路，通过将与绝对温度成正比的IPTAT电流、由BE结产生的负温度系数电流和分段高阶补偿电流相加，从而得到高精度的温度补偿电流源。