[发明专利]翻转栅极基准电流源及使用方法

说明书

优先权声明

本申请要求于2014年9月30日提交的美国临时申请第62/057,567号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

相关申请

本申请与2014年2月18日提交的标题为“FLIPPED GATE VOLTAGE REFERENCE AND METHOD OF USING”的美国申请第14/182,810号以及2014年8月5日提交的标题为“FLIPPED GATE VOLTAGE REFERENCE HAVING BOXING REGION AND METHOD OF USING”的美国申请第14/451,920号相关，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明总体涉及电子电路领域，更具体地，涉及基准电流源及其使用方法。

背景技术

基准电流源是用于向电路提供基准电流的电路。电路将基准电流用作偏置电路内的各种组件的手段。例如，基准电流源用于为各部件(诸如，振荡器、放大器、锁相环或其它合适的的部件)提供精确的偏流。

在一些方法中，使用双极结晶体管(BJT)来形成基准电流源以形成带隙基准源(bandgap reference)来提供基准电压信号。在PNP BJT中，衬底用作BJT的集电极，从而使得BJT对衬底中的多数载流子噪声比较敏感。在NPN BJT中，集电极形成为p型衬底中的n阱，因而容易受到来自衬底的少数载流子噪声。NPN BJT和PNP BJT均不能完全与衬底噪声隔离。

在一些方法中，诸如硅铬电阻器的与温度无关的电阻器与电压基准组合使用。在一些方法中，与绝对温度成正比(PTAT)的电流源和与绝对温度互补(CTAT)的电流源组合使用以减小所生成电流对温度的依赖性。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种基准电流源，包括：跟踪电压生成器；放大器，被配置为接收跟踪电压并且输出放大信号；控制晶体管，被配置为接收放大信号并且引导基准电流通过控制晶体管；以及控制电阻器，与控制晶体管串联连接。跟踪电压生成器包括：翻转栅极晶体管；第一晶体管，第一晶体管具有第一漏电流，第一晶体管以Vgs减去布置与翻转栅极晶体管连接；输出节点，被配置为输出跟踪电压；第二晶体管，连接至输出节点，第二晶体管具有第二漏电流。

优选地，控制电阻器的电阻的温度依赖性基本等于跟踪电压的温度依赖性。

优选地，控制电阻器的电阻具有负温度系数。

优选地，控制电阻器的电阻具有正温度系数。

优选地，该基准电流源还包括：电流镜，电流镜被配置为接收基准电流并且将基准电流镜像至至少一个外部器件。

优选地，电流镜包括：第一镜像晶体管，被配置为接收基准电流，其中，第一镜像晶体管连接至操作电压；以及第二镜像晶体管，被配置为将基准电流镜像至至少一个外部器件，其中，第二镜像晶体管连接至操作电压。

优选地，电流镜包括：第一镜像晶体管，被配置为接收基准电流；第一镜像电阻器，连接在操作电压和第一镜像晶体管之间；第二镜像晶体管，被配置为将基准电流镜像至至少一个外部器件；以及第二镜像电阻器，连接在第二镜像晶体管和操作电压之间。

优选地，跟踪电压生成器还包括箱区域，箱区域被配置为在第一晶体管的漏极端处提供电压电平，以使第一漏电流保持为基本等于第二漏电流。

优选地，放大器还被配置为接收来自位于控制晶体管和控制电阻器之间的节点处的反馈电压。

优选地，跟踪电压生成器还包括：电流镜区域，被配置为向放大器提供偏置电压。

优选地，跟踪电压生成器还包括被配置为生成第一电流的启动和电流发生区域。

根据本发明的另一方面，提供了一种基准电流源，包括：跟踪电压生成器；放大器，被配置为接收跟踪电压并且输出放大信号；控制晶体管，被配置为接收放大信号；控制电阻器，与控制晶体管串联连接；以及电流镜，被配置为基于控制晶体管的导电性而接收基准电流，其中，电流镜还被配置为将基准电流镜像至至少一个外部器件。跟踪电压生成器包括：翻转栅极晶体管；第一晶体管，第一晶体管具有第一漏电流，其中，第一晶体管以Vgs减去布置与翻转栅极晶体管连接；输出节点，被配置为输出跟踪电压；第二晶体管，连接至输出节点，第二晶体管具有第二漏电流。

优选地，控制电阻器的电阻的温度依赖性基本等于跟踪电压的温度依赖性。

优选地，控制电阻器的电阻具有负温度系数。

优选地，控制电阻器的电阻具有正温度系数。