[发明专利]一种改善失配影响的电流源

说明书

本发明公开了一种改善失配影响的电流源，包括数据加权平均（DWA、Data Weighted Average）和噪声整形（Noise‑shaping）两个部分，能够有效降低只有单个电流源带来的元件失配问题，并且不会恶化温度系数、精度等参数。本发明结构具有新颖性和通用性，适用于各种模拟电路中。

技术领域

本发明涉及微电子与固体电子学的射频与模拟集成电路设计领域，特别是一种低噪声电流基准源。

背景技术

基准电流源是指在模拟集成电路中用来作为其它电路的电流基准的高精度、低温度系数的电流源。作为模拟集成电路的关键电路，主要用于运算放大器、数模转换器、模数转换器。由于基准电流源输出电流给系统的其它模块，所以其精度直接影响到整个系统的精度。所以需要尽量减小这种偏差，即失配（Mismatch）。

目前，为了减小噪声，常见的方法为带隙基准源电路。带隙基准源电路主要是利用双极性晶体管器件得到一个温度补偿的带隙基准电压，进而通过电阻器件得到一个不受温度影响的基准电流。然而，由于带隙基准源电路需要用到双极性晶体管，而双极性晶体管的高阶非线性因素会制约基准电流的温度系数的精度，进而影响带隙基准源电路的精度。并且，由于电阻的阻值更容易受到制作工艺的影响而有所偏差，而且会被温度影响，进而影响带隙基准源电路的精度。

专利“王坤祥.一种基准电流源：中国，CN106557107A[P].2017-04-05.” （参考文献1）提出了一种基准电流源，通过MOS管与双极性晶体管组合，能够产生正比于设定数值的电流，具有较高的精度和较低的温度系数，但是双极性晶体管会制约精度并且工艺带来的失配会更大。

文献“白会新,马振洋,王志武,杨可,曾佩佩,BAI Huixin,MA ZhenyanG,WANGZhiwu,YANG Ke,ZENG Peipei- 《中国民航大学学报》2017年4期”（参考文献2）提出了一种低电压抗电磁干扰的电流源结构。基于传统的基准电流源电路，通过电路设计降低镜像节点寄生电容，同时降低影响因子以抑制由电磁干扰造成的输出基准电流偏移，通过负反馈及二阶反馈电路降低噪声。但是没有针对工艺偏差进行优化设计，所以无法降低工艺带来的失配。

文献“BaoGuanG Liu, Yuan WanG A Novel Dynamic Element MatchTechnique in Current-Steering DAC, in 2013 IEEE 10th InternationalConference on ASIC”（参考文献3）是一种结合了动态元素匹配和数据加权平均的DAC结构，将电流源先分组，再随机选取，然后再加权平均，以减小元件失配带来的影响。这种结构的优点是改善了线性度，而应用于电流源时结构过于复杂。

综上，传统的电流源难以解决工艺造成的偏差失配问题，但是采用新型的多个电流源加权平均的结构能够降低偏差。

本发明的主要目的制作一种改善失配影响的电流源。

如图1所示，本发明采用如下手段实现：一种用于改善电流源失配影响的电路，包括数据加权平均（DWA，Data WeiGhted AveraGe）和噪声整形（Noise-shaping）两个部分。