[实用新型]CMOS场效应管的阈值电压生成电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种集成电路，具体涉及一种CMOS场效应管的阈值电压生成电路。 

背景技术

CMOS场效应管的阈值电压是CMOS电路设计中的重要参数，在特定工艺条件下，该阈值电压与工艺角相关，并且具有非线性的负温系数，因此在一般情形下它没有必要作为独立电压产生。但是在一些特殊应用中，需要获取该阈值电压，这些特殊应用包括：判断CMOS场效应管所处的工艺角，生成特殊温度系数的电压或电流，生成低温漂时钟的环形振荡器等等。 

生成CMOS场效应管的阈值电压的现行方案不多，这些方案要么生成的阈值电压精度不够高，要么电路实现方式特别复杂，难以实现高精度与低成本之间的折中。 

发明内容

本实用新型的目的是，提供一种CMOS场效应管的阈值电压生成电路。利用CMOS场效应管的饱和区电流公式，对流过相同电流但尺寸不同的CMOS场效应管的栅源电压作运算，用简易的电路得到了高精度的阈值电压。 

本实用新型采用的技术方案为，一种CMOS场效应管的阈值电压生成电路，其特征在于：所述阈值电压生成电路包括一第一P型镜像电流镜组、一第一N型场效应管M1、一第二N型场效应管M2、一第一电压跟随器AMP1、一第二 电压跟随器AMP2、一第一电阻R1、一第二电阻R2、一第二P型镜像电流镜组、一第三P型镜像电流镜组、一N型镜像电流镜组和一第三电阻R3，所述第一N型场效应管M1和第二N型场效应管M2得到各自的栅源电压，所述第一电压跟随器AMP1、所述第一电阻R1、所述第二电压跟随器AMP2和所述第二电阻R2将栅源电压VGS1、VGS2转化为两路电流信号，所述第二P型镜像电流镜组、所述第三P型镜像电流镜组、所述N型镜像电流镜组和所述第三电阻R3组合两路电流信号并生成高精度的阈值电压。 

所述第一N型场效应管M1的栅极与源极相连于所述第一P型镜像电流镜组，所述第二N型场效应管M2的栅极与源极相连于所述第一P型镜像电流镜组；所述第一电压跟随器AMP1的vip输入端与所述第一N型场效应管M1的栅极相连，所述第一电压跟随器AMP1的vin输入端与所述第一电压跟随器AMP1的out与所述第一电阻R1的一端与第二P型镜像电流镜组相连；所述第一电阻R1的另一端与地相连；所述第二电压跟随器AMP2的vip输入端与所述第二N型场效应管M2的栅极相连，所述第二电压跟随器AMP2的vin输入端与所述第二电压跟随器AMP2的out与所述第二电阻R2的一端与第三P型镜像电流镜组相连；所述第二电阻R2的另一端与地相连；所述第二P型镜像电流镜组与所述第三P型镜像电流镜组与所述N型镜像电流镜组与所述第三电阻R3相连。 

所述第一P型镜像电流镜组包括一输入端i0、一输出端i1和一输出端i2，所述输出端i0为输入电流源，所述输入端i0、所述输出端i1与所述输出端i2的电流镜像比为：i0:i1:i2=1:1:1。 

所述第二P型镜像电流镜组包括一输入端i3和一输出端i4，所述输入端i3与所述输出端i4的电流镜像比为：i3:i4=1:2。 

所述第三P型镜像电流镜组包括一输入端i5和一输出端i6，所述输入端i5与所述输出端i6的电流镜像比为：i5:i6=1:1。 

所述N型镜像电流镜组包括一输入端i7和一输出端i8，所述输入端i7与所述输出端i8的电流镜像比为：i7:i8=1:1。 

本实用新型利用CMOS场效应管的饱和区电流公式，对流过相同电流但尺寸不同的CMOS场效应管的栅源电压作运算，用简易的电路得到了高精度的阈值电压。 

附图说明

图1为本实用新型阈值电压生成电路的电路结构图。 

图1中：第一P型电流镜组，包括一输入端i0、两输出端i1和i2；N型场效应管M1；N型场效应管M2；电压跟随器AMP1；电压跟随器AMP2；电阻R1；电阻R2；第二P型电流镜组，包括一输入端i3、一输出端i4；第三P型电流镜组，包括一输入端i5、一输出端i6；N型电流镜组，包括一输入端i7、一输出端i8；电阻R3。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。 

见图1，本实用新型的CMOS场效应管的阈值电压生成电路包括：第一P型镜像电流镜组、N型场效应管M1、N型场效应管M2、电压跟随器AMP1、电压跟随器AMP2、电阻R1、电阻R2、第二P型镜像电流镜组、第三P型镜像电流镜组、N型镜像电流镜组和电阻R3。