[发明专利]一种恒定跨导偏置电路

权利要求书

1.一种恒定跨导偏置电路，其特征在于，包括PTAT电路(4)、恒流源产生电路(2)、电流镜电路(1)、工艺角调整电路(3)和跨导放大器电路(5)；

所述PTAT电路(4)包括晶体管M2、晶体管M3、工作在线性区的N型MOS管M1、pnp三极管Q1、pnp三极管Q2以及运算放大器；晶体管M2、晶体管M3的栅极相连，源极接电源电压，漏极分别接运算放大器的正负两输入端，运算放大器输出接M2、M3的栅极；pnp三极管Q1、pnp三极管Q2的基极、集电极相连并且接地，发射极分别接运算放大器的正负两输入端；线性区MOS管M1的源极接pnp三极管Q2的发射极，漏极接晶体管M3的漏极，栅极则与工艺角调整电路(3)的输出电压Vg相连；

所述PTAT电路(4)的作用是为跨导放大器电路(5)提供偏置电流，PTAT电路(4)产生的具有正温度系数的电流能抵消跨导公式中的工艺因子β_eff的负温度特性，其中β_eff＝μ_nC_oxW/L，μ_n为MOS管的迁移率，具有负温度特性，C_ox是单位面积的栅氧化层电容，W/L是MOS管的宽长比；

所述恒流源产生电路(2)的作用是为工艺角调整电路(3)提供一个稳定的电流；

所述电流镜电路(1)的作用是将恒流源产生电路(2)产生的电流拷贝到工艺角调整电路(3)中去；

所述工艺角调整电路(3)包括第一N型MOS管M7，第二N型MOS管M8；第一N型MOS管M7的栅极和漏极相连，并与M6的漏极相连接，第二N型MOS管M8的栅极和漏极相连，并与M7的源极相连，M8的源极接地；

所述工艺角调整电路(3)的作用是调节PTAT电路(4)里工作在线性区的MOS管M1的栅极电压，该电路中的MOS管M7、M8的导通电阻与工艺角变化相关，当工艺角发生变化时，导通电阻改变，从而改变工艺角调整电路(3)的输出电压，即改变了MOS管M1的栅极电压，从而改变其阻值，引起电流的变化，电流的变化可抵消跨导公式中的工艺因子β_eff因工艺角发生变化而引起的变化，最终通过工艺调整和温度补偿这两种方式使跨导值不受温度和工艺的影响；

所述跨导放大器电路(5)的作用是接收经过工艺调整和温度补偿后的偏置电流提供给放大管，使放大管的跨导值保持恒定；跨导放大器电路(5)包括第一P型MOS管M4，第二P型MOS管Ma、第三P型MOS管Mb和两个电阻R1、R2；所述第一P型MOS管M4的作用是拷贝PTAT电路(4)的电流；第二P型MOS管Ma、第三P型MOS管Mb为放大管，是跨导值保持恒定的对象。

2.根据权利要求1所述的恒定跨导偏置电路，其特征在于，电流镜电路(1)包括第一PMOS管M5和第二PMOS管M6，第一PMOS管M5的栅极和第二PMOS管M6的栅极相连，第一PMOS管M5的源极和第二PMOS管M6的源极均与电源相连，第一PMOS管M5的漏极和栅极均与恒流源产生电路(2)的输出端相连，第二PMOS管M6的漏极与第一N型MOS管M7的栅极和漏极相连，并与PTAT电路(4)中的MOS管M1的栅极相连。

3.根据权利要求2所述的恒定跨导偏置电路，其特征在于，工艺角调整电路(3)的输入电流I_d和N型MOS管M7、M8的导通电阻r_on之间具有如下关系：

Vg＝r_on·I_d；

其中，I_d是拷贝恒流源产生电路(2)产生的恒定电流，r_on是第一N型MOS管M7、第二N型MOS管M8的导通电阻。