[发明专利]一种正温系数电流源和一种零温度系数电流源有效
申请号: | 202011189541.5 | 申请日: | 2020-10-30 |
公开(公告)号: | CN112256078B | 公开(公告)日: | 2021-12-31 |
发明(设计)人: | 甄少伟;方舟;梁怀天;罗攀;易子皓;张波 | 申请(专利权)人: | 电子科技大学 |
主分类号: | G05F1/567 | 分类号: | G05F1/567 |
代理公司: | 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 | 代理人: | 葛启函 |
地址: | 611731 四川省成*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 系数 电流 温度 | ||
1.一种正温度系数电流源,其特征在于,包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第六PMOS管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第一双极型晶体管和第二双极型晶体管,
第一PMOS管的栅漏短接并通过第一电阻后接地,其源极连接电源电压,用于产生偏置;
第三PMOS管、第四PMOS管和第六PMOS管的栅极均连接第一PMOS管的栅极,其源极均连接所述电源电压,第三PMOS管、第四PMOS管和第六PMOS管分别与第一PMOS管构成电流镜;
第二PMOS管的栅极连接第三PMOS管的漏极并通过第一电容后连接所述电源电压,其漏极连接第一PMOS管的漏极,其源极连接所述电源电压;
第三PMOS管的漏极连接第一双极型晶体管的集电极,第四PMOS管的漏极连接第一双极型晶体管的基极并通过第二电阻后连接第二双极型晶体管的基极和集电极,第一双极型晶体管和第二双极型晶体管的发射极接地,则流过第一双极型晶体管集电极的电流和流过第二双极型晶体管集电极的电流相等,设置第一双极型晶体管和第二双极型晶体管的发射区面积之比为1:n,n为正整数,流过第二电阻的电流是正温度系数的电流,其中VT是热电压,R2是第二电阻的电阻值,即第四PMOS管的漏极电流为正温度系数的电流,第三PMOS管、第四PMOS管和第六PMOS管分别与第一PMOS管构成电流镜,则第一PMOS管、第三PMOS管和第六PMOS管的漏极电流均为正温度系数的电流,将第六PMOS管的漏极作为所述正温度系数电流源的输出端。
2.一种零温度系数电流源,其特征在于,包括正温度系数电流产生单元、负温度系数电流产生单元和叠加单元,
所述正温度系数电流产生单元包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第一双极型晶体管和第二双极型晶体管,
第一PMOS管的栅漏短接并通过第一电阻后接地,其源极连接电源电压,用于产生偏置;第三PMOS管、第四PMOS管和第五PMOS管的栅极均连接第一PMOS管的栅极,其源极均连接所述电源电压,第三PMOS管、第四PMOS管和第五PMOS管分别与第一PMOS管构成电流镜;第二PMOS管的栅极连接第三PMOS管的漏极并通过第一电容后连接所述电源电压,其漏极连接第一PMOS管的漏极,其源极连接所述电源电压;
第三PMOS管的漏极连接第一双极型晶体管的集电极,第四PMOS管的漏极连接第一双极型晶体管的基极并通过第二电阻后连接第二双极型晶体管的基极和集电极,第一双极型晶体管和第二双极型晶体管的发射极接地,则流过第一双极型晶体管集电极的电流和流过第二双极型晶体管集电极的电流相等,设置第一双极型晶体管和第二双极型晶体管的发射区面积之比为1:n,n为正整数,流过第二电阻的电流是正温度系数的电流,其中VT是热电压,R2是第二电阻的电阻值,即第四PMOS管的漏极电流为正温度系数的电流,第三PMOS管、第四PMOS管和第五PMOS管分别与第一PMOS管构成电流镜,则第一PMOS管、第三PMOS管和第五PMOS管的漏极电流均为正温度系数的电流;
所述负温度系数电流产生单元包括第一NMOS管、第二NMOS管、第三双极型晶体管和第三电阻,第一NMOS管的栅漏短接并连接第五PMOS管的漏极和第二NMOS管的栅极,其源极连接第二NMOS管的源极并接地,第一NMOS管和第二NMOS管构成电流镜,用于镜像第五PMOS管的漏极电流;第三双极型晶体管的集电极连接所述电源电压,其基极连接第三电阻的一端,其发射极连接第三电阻的另一端和第二NMOS管的漏极,则第三电阻两端的电压是第三双极型晶体管基极到发射极的压差,流过第三电阻的电流是负温度系数电流;
所述叠加单元包括第三NMOS管、第七PMOS管和第八PMOS管,第三NMOS管的栅极连接第一NMOS管的栅极,其源极接地,第三NMOS管与第一NMOS管构成电流镜,用于镜像第五PMOS管的漏极电流,则第三NMOS管的漏极电流是正温度系数的电流;
第七PMOS管的漏极连接第三双极型晶体管的基极和第三NMOS管的漏极,则第七PMOS管的漏极电流为第三NMOS管的漏极电流和流过第三电阻的电流叠加得到,通过调节第二电阻的阻值、第三电阻的阻值和n的数值使得叠加后的电流为零温度系数的电流;
第八PMOS管的栅极连接第七PMOS管的栅极和漏极,其源极连接第七PMOS管的源极并连接所述电源电压,第八PMOS管和第七PMOS管构成电流镜,将第八PMOS管的漏端作为所述零温度系数电流源的输出端。
3.根据权利要求2所述的零温度系数电流源,其特征在于,所述零温度系数电流源还能产生正温度系数的电流,所述零温度系数电流源还包括第六PMOS管,第六PMOS管的栅极连接第一PMOS管的栅极和漏极,其源极连接所述电源电压,第六PMOS管与第一PMOS管构成电流镜,第六PMOS管的漏极输出正温度系数的电流。
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