[发明专利]一种高电源抑制比的高精度电流源电路

说明书

技术领域

本发明涉及模拟集成电路技术，具体的说是涉及一种高电源抑制比的高精度电流镜电流源电路。

背景技术

电流镜电流源电路是模拟集成电路设计中一种最常见和最重要的集成电路模块。其功能是产生一股稳定的电流源，供给其他模块使用，以保证其他模块的电路性能不会因为偏置电流源的改变而变化。由此可见，如何保证电流镜电流源的输出电流值大小恒定，不随输入电压变化，是电流镜电流源电路的设计关键所在。

PTAT(Proportional to absolute temperature)电流源是电流镜电流源中一种重要的电流源，即电流源的大小随着温度的升高而变大。对于CMOS运算放大器等具有尾电流源的放大模块模块来说，电路跨导通常为：其中，G_m为放大器的跨导，I_B为放大器的尾电流，K为跨导参数与宽长比的乘积，即K＝μC_OX(W/L)，其中K随温度升高而下降。由上式可得，当温度升高时，放大器的跨导会随着下降。而放大器的跨导性能对电路的性能有着至关重要的作用，譬如电路的响应速度往与跨导直接相关，因此为了减小放大器跨导的改变对电路的影响，就需要让I_B随温度的升高而变大，通常的做法是采用PTAT电流作为运算放大器的尾电流。此外，PTAT电流源也是构成电流偏置、温度采样、基准源等电路的核心模块，其性能直接影响着系统的整体性能。

传统的PTAT电流源的产生原理是通过三极管的带隙基准产生，利用三极管上的偏置电流随温度成正比的特性，镜像三极管上的PTAT电流提供给其他模块使用。但这种结构的PTAT电流源对供电电压的抑制比太低，当供电电压变化时，由于沟道调制效应的影响，会导致流过三极管上的电流因为电源电压的变化发生变化，即供给其他模块的电流也会受到很大影响，使其他模块工作不正常，这无疑会对整体电路性能造成恶劣影响。这一问题在宽电源电压范围的应用下，更为突出。常规缓解该问题的方法主要是增加晶体管沟道长度，减小沟道长度调制效应，但这无疑会增加芯片面积，提高成本，尤其在宽电源电压应用下，面积的急剧增加通常是不可接受的。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述传统电流镜电流源电路结构简单、电源抑制比差的问题，提出一种适用于多种模拟电路模块的高电源抑制比的高精度电流源电路

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种高电源抑制比的高精度电流源电路，其特征在于，包括依次连接的启动电路、温度正比例电流产生电路、电源抑制比增强反馈电路和镜像输出电路；其中，

启动电路由MOS管MPB1和电阻RB1构成；其中MPB1的源极接电源VIN，其漏极通过RB1后接地VSS，其栅极和漏极互连；

温度正比例电流产生电路由PMOS管MPB2、MPB3、三极管QNB1、QNB2、电阻RB2、RB3、RB4构成；其中MPB2的源极接电源VIN，其栅极和漏极互连，其栅极接MPB1的栅极，其漏极接QNB1的集电极；QNB1的发射极通过RB2后接地VSS，其基极接MPB3的漏极；MPB3的源极接电源VIN，其栅极接MPB2的栅极，其漏极接QNB2的集电极；QNB2的基极通过RB3接QNB1的基极，其发射极通过RB4后接地VSS；

电源抑制比增强反馈电路由PMOS管MPB4、MPB5、NMOS管MNB1构成；其中MPB4的源极接电源VIN，其栅极和漏极互连，其栅极接MPB5的栅极，其漏极接MNB1的漏极；MPB5的源极接电源VIN，其漏极通过RB4接地VSS；MNB1的栅极接MPB2的漏极，其源极通过RB4后接地VSS；

镜像输出电路由PMOS管MPB6构成；MPB6的源极接电源VIN，其栅极接MP4的漏极，其漏极为镜像电流输出端。

本发明的有益效果为，利用嵌位原理和反馈原理，极大地降低了沟道调制效应对于电流源的影响，提高了镜像电流源模块对于电源电压变化的抑制比，并且提高了输出镜像电流的精度，使得输出电流为稳定的不随其他因素变化的PTAT电流。

附图说明

图1是传统的PTAT电流源电路；

图2是本发明的高电源抑制比的高精度PTAT电流源电路结构示意图；

图3是为本发明的PTAT电流源的另一种实施方式电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的技术方案：

现有的传统PTAT电流源产生电路原理，如图1所示，左半部分是PTAT电流产生电路，其利用了带隙基准的产生原理，可得：