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CN107272812A - 一种耗尽管基准电流源电路 - Google Patents

一种耗尽管基准电流源电路 Download PDF

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CN107272812A
CN107272812A CN201710571326.3A CN201710571326A CN107272812A CN 107272812 A CN107272812 A CN 107272812A CN 201710571326 A CN201710571326 A CN 201710571326A CN 107272812 A CN107272812 A CN 107272812A
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CN
China
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voltage
current source
divider resistance
reference voltage
source circuit
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Application number
CN201710571326.3A
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English (en)
Inventor
刘桂芝
周尧
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SHANGHAI NATLINEAR ELECTRONICS CO Ltd
Original Assignee
SHANGHAI NATLINEAR ELECTRONICS CO Ltd
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current 
    • G05F1/46—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
    • G05F1/56—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/577—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices for plural loads
    • G—PHYSICS
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    • G05F1/46—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
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Abstract

本发明提供一种耗尽管基准电流源电路，包括：调整耗尽管基准电流源电路的输出电流的耗尽型NMOS管；与耗尽型NMOS管串联的第一分压电阻及第二分压电阻；并联于第一分压电阻和第二分压电阻两端的电容；产生参考电压的参考电压模块；对反馈电压及参考电压进行比较的误差放大器。本发明的耗尽管基准电流源电路中藉由零温度系数的参考电压及零温度系数的电阻实现零温度系数的恒流特性，具有精度高、离散性小、温度特性好等优点。

Description

一种耗尽管基准电流源电路
技术领域
本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种耗尽管基准电流源电路。
背景技术
电流源，即理想电流源，是从实际电源抽象出来的一种模型，其端钮总能向外提供一定的电流而不论其两端的电压为多少，电流源具有两个基本的性质：第一，它提供的电流是定值I或是一定的时间函数I(t)与两端的电压无关。第二，电流源自身电流是确定的，而它两端的电压是任意的。
由于内阻等多方面的原因，理想电流源在真实世界是不存在的，但这样一个模型对于电路分析是十分有价值的。实际上，如果一个电流源在电压变化时，电流的波动不明显，我们通常就假定它是一个理想电流源。随着集成电路规模的不断增大，尤其是系统集成技术(SOC)的发展，它也成为大规模、超大规模集成电路和几乎所有数字模拟系统中不可缺少的基本电路模块。
如图1所示为市场现有的一种耗尽管基准电流源电路，包括一耗尽型NMOS管101，所述耗尽型NMOS管101的漏端连接一高压V+、栅端与源端连接后再连接一低压V-。所述高压V+及所述低压V-作为基准电流源的两端，通过所述耗尽型NMOS管101的特性保证输出电流的恒定。
根据电路结构可得如下关系式：
其中，I为基准电流源的输出电流，ID101为所述耗尽型NMOS管101的漏端电流，K101为与所述耗尽型MOS管101的宽长比有关的参数，VD为所述耗尽型NMOS管101的阈值电压。
由上式可知，ID101只是一个与所述耗尽型NMOS管101的管子参数相关的量，与所述高压V+及所述低压V-无关，可以实现电流源的特性。
但是，该电路的恒流特性完全由所述耗尽型NMOS管101的参数K101和VD决定，对于耗尽管而言，K101和所述耗尽型NMOS管101的宽长比有关，K101的值受工艺影响有一定的离散性；而VD不只是受工艺影响有很大的离散性，而且VD的值随温度的影响很大；最终导致该恒流源的离散性和温度特性很差。
因此，如何解决现有耗尽管基准电流源的离散性和温度特性差的问题已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种耗尽管基准电流源电路，用于解决现有技术中耗尽管基准电流源的离散性和温度特性差等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种耗尽管基准电流源电路，所述耗尽管基准电流源电路至少包括：
耗尽型NMOS管、第一分压电阻、第二分压电阻、电容、误差放大器、参考电压模块；
所述耗尽型NMOS管的漏端连接第一电压、源端连接第一分压电阻的一端、栅端连接所述误差放大器的输出端，受所述误差放大器的输出信号控制调整所述耗尽管基准电流源电路的输出电流；
所述第一分压电阻的另一端经过所述第二分压电阻后连接第二电压；
所述电容的上极板连接所述耗尽型NMOS管的源端、下极板连接所述第二电压；
所述误差放大器的第一输入端连接所述第一分压电阻及所述第二分压电阻的中间节点、第二输入端连接所述参考电压模块的电压输出端，将所述第二分压电阻上的反馈电压与所述参考电压模块输出的参考电压进行比较，并输出所述耗尽型NMOS管的栅端控制信号；
其中，所述第一电压大于所述第二电压。
优选地，所述耗尽型NMOS管的源端电压作为所述误差放大器及所述参考电压模块的工作电压，所述第二电压作为所述误差放大器及所述参考电压模块的参考地。
优选地，所述第二分压电阻为零温度系数的电阻。
优选地，所述误差放大器的反相输入端连接所述反馈电压、正相输入端连接所述参考电压。
优选地，所述参考电压模块为与温度无关的基准电压产生模块。
优选地，所述耗尽管基准电流源电路的输出电流满足如下关系式：
其中，ID102为所述耗尽型NMOS管的漏端电流，R105为所述第二分压电阻的阻值，VFB为所述反馈电压，VRFEF为所述参考电压。
更优选地，通过设定所述参考电压为固定值、所述第二分压电阻为固定电阻来实现恒流输出。
如上所述，本发明的耗尽管基准电流源电路，具有以下有益效果：
本发明的耗尽管基准电流源电路中藉由零温度系数的参考电压及零温度系数的电阻实现零温度系数的恒流特性，具有精度高、离散性小、温度特性好等优点。
附图说明
图1显示为现有技术中的耗尽管基准电流源电路的结构示意图。
图2显示为本发明的耗尽管基准电流源电路的结构示意图。
元件标号说明
101 耗尽型NMOS管
102 耗尽型NMOS管
103 误差放大器
104 第一分压电阻
105 第二分压电阻
106 电容
107 参考电压模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图2所示，本发明提供一种耗尽管基准电流源电路，所述耗尽管基准电流源电路至少包括：
耗尽型NMOS管102、第一分压电阻104、第二分压电阻105、电容106、误差放大器103、参考电压模块107。
如图2所示，所述耗尽型NMOS管102的漏端连接第一电压V+、源端连接第一分压电阻104的一端、栅端连接所述误差放大器103的输出端，受所述误差放大器103的输出信号控制调整所述耗尽管基准电流源电路的输出电流。
具体地，在本实施例中，所述耗尽型NMOS管102的源端电压VO为所述误差放大器103、及所述参考电压模块107供电。
如图2所示，所述第一分压电阻104的另一端连接所述第二分压电阻105后连接第二电压V-，所述第一分压电阻104与所述第二分压电阻105的中间节点作为反馈电压VFB的输出节点。
具体地，在本实施例中，所述第二分压电阻105为零温度系数的固定阻值的电阻。所述第二电压V-作为所述误差放大器103及所述参考电压模块107的参考地。所述第一电压V+大于所述第二电压V-，在本实施例中，所述第一电压V+与所述第二电压V-的值可根据实际情况进行设定，所述耗尽型NMOS管102的源端电压VO能为所述误差放大器103及所述参考电压模块107供电即可。
如图2所示，所述电容106的上极板连接所述耗尽型NMOS管102的源端、下极板连接所述第二电压V-，用于储能。
如图2所示，所述误差放大器103的第一输入端连接所述第一分压电阻104及所述第二分压电阻105的中间节点、第二输入端连接所述参考电压模块107，将所述第二分压电阻105上的反馈电压VFB与所述参考电压模块107输出的参考电压VREF进行比较，并输出所述耗尽型NMOS管的栅端控制信号VK。
具体地，在本实施例中，所述误差放大器103的反相输入端连接所述反馈电压VFB、正相输入端连接所述参考电压VREF。在实际使用中，可将所述反馈电压VFB连接于所述误差放大器103的正相输入端，将所述参考电压VREF连接于所述误差放大器103的反相输入端，增加反相器即可实现相同的逻辑关系，不以本实施例为限。
具体地，所述参考电压模块107为与温度无关的基准电压产生模块，所述参考电压模块107产生的参考电压VREF为与温度无关的参考电压。
所述耗尽管基准电流源电路的工作原理如下：
电路初始上电后，由于所述耗尽型NMOS管102的栅源初始电压都为零，因此所述耗尽型NMOS管102导通，产生电流对所述电容106充电，导致所述耗尽型NMOS管102的源端电压VO上升，所述耗尽型NMOS管102的源端电压VO给所述误差放大器103、及所述参考电压模块107供电。所述误差放大器103、及所述参考电压模块107正常工作后整个环路为负反馈，使得所述反馈电压VFB与所述参考电压VREF相等，负反馈原理如下：刚开始所述反馈电压VFB比较小，所述参考电压VREF为固定值，当所述反馈电压VFB小于所述参考电压VREF时，所述耗尽型NMOS管102的栅端控制信号VK(所述误差放大器103的输出信号)增大，所述耗尽型NMOS管的漏端电流ID102增大，所述耗尽型NMOS管102的源端电压VO增大，所述反馈电压VFB增大，最终所述反馈电压VFB与所述参考电压VREF相等。
根据所述耗尽管基准电流源电路的结构有如下关系：
VFB＝VREF；
所述耗尽管基准电流源电路通过设置合适的第一分压电阻104、第二分压电阻105保证所述耗尽型NMOS管102的源端电压VO能为所述误差放大器103及所述参考电压模块107供电，确保所述误差放大器103及所述参考电压模块107正常工作。
所述耗尽管基准电流源电路的输出电流I由所述参考电压VREF和所述第二分压电阻105决定，因此，固定所述参考电压VREF及所述第二分压电阻105的值就可以实现恒流源特性。
本发明的耗尽管基准电流源电路中藉由零温度系数的参考电压及零温度系数的电阻实现零温度系数的恒流特性，具有精度高、离散性小、温度特性好等优点。
综上所述，本发明提供一种耗尽管基准电流源电路，包括：耗尽型NMOS管、第一分压电阻、第二分压电阻、电容、误差放大器、参考电压模块；所述耗尽型NMOS管的漏端连接第一电压、源端连接第一分压电阻的一端、栅端连接所述误差放大器的输出端，受所述误差放大器的输出信号控制调整所述耗尽管基准电流源电路的输出电流；所述第一分压电阻的另一端经过所述第二分压电阻后连接第二电压；所述电容的上极板连接所述耗尽型NMOS管的源端、下极板连接所述第二电压；所述误差放大器的第一输入端连接所述第一分压电阻及所述第二分压电阻的中间节点、第二输入端连接所述参考电压模块的电压输出端，将所述第二分压电阻上的反馈电压与所述参考电压模块输出的参考电压进行比较；其中，所述第一电压大于所述第二电压。本发明的耗尽管基准电流源电路中藉由零温度系数的参考电压及零温度系数的电阻实现零温度系数的恒流特性，具有精度高、离散性小、温度特性好等优点。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种耗尽管基准电流源电路，其特征在于，所述耗尽管基准电流源电路至少包括：
耗尽型NMOS管、第一分压电阻、第二分压电阻、电容、误差放大器、参考电压模块；
所述耗尽型NMOS管的漏端连接第一电压、源端连接第一分压电阻的一端、栅端连接所述误差放大器的输出端，受所述误差放大器的输出信号控制调整所述耗尽管基准电流源电路的输出电流；
所述第一分压电阻的另一端经过所述第二分压电阻后连接第二电压；
所述电容的上极板连接所述耗尽型NMOS管的源端、下极板连接所述第二电压；
所述误差放大器的第一输入端连接所述第一分压电阻及所述第二分压电阻的中间节点、第二输入端连接所述参考电压模块的电压输出端，将所述第二分压电阻上的反馈电压与所述参考电压模块输出的参考电压进行比较，并输出所述耗尽型NMOS管的栅端控制信号；
其中，所述第一电压大于所述第二电压。
2.根据权利要求1所述的耗尽管基准电流源电路，其特征在于：所述耗尽型NMOS管的源端电压作为所述误差放大器及所述参考电压模块的工作电压，所述第二电压作为所述误差放大器及所述参考电压模块的参考地。
3.根据权利要求1所述的耗尽管基准电流源电路，其特征在于：所述第二分压电阻为零温度系数的电阻。
4.根据权利要求1所述的耗尽管基准电流源电路，其特征在于：所述误差放大器的反相输入端连接所述反馈电压、正相输入端连接所述参考电压。
5.根据权利要求1所述的耗尽管基准电流源电路，其特征在于：所述参考电压模块为与温度无关的基准电压产生模块。
6.根据权利要求1所述的耗尽管基准电流源电路，其特征在于：所述耗尽管基准电流源电路的输出电流满足如下关系式：
<mrow> <mi>I</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mn>102</mn> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>F</mi> <mi>B</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>R</mi> <mn>105</mn> </msub> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>R</mi> <mi>E</mi> <mi>F</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>R</mi> <mn>105</mn> </msub> </mfrac> </mrow>
其中，ID102为所述耗尽型NMOS管的漏端电流，R105为所述第二分压电阻的阻值，VFB为所述反馈电压，VRFEF为所述参考电压。
7.根据权利要求6所述的耗尽管基准电流源电路，其特征在于：通过设定所述参考电压为固定值、所述第二分压电阻为固定电阻来实现恒流输出。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116107381A (zh) * 2022-12-19 2023-05-12 北京欧铼德微电子技术有限公司 基准电压源电路和芯片

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200990029Y (zh) * 2006-11-29 2007-12-12 Bcd半导体制造有限公司 电流源电路
CN101154116A (zh) * 2006-09-28 2008-04-02 华润矽威科技（上海）有限公司 具有低温度系数的超微功耗参考源电路
US20100019747A1 (en) * 2008-07-24 2010-01-28 Advanced Analog Technology, Inc. Low dropout regulator
US20120032733A1 (en) * 2010-08-06 2012-02-09 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor integrated circuit device and supply voltage supervisor
CN206960995U (zh) * 2017-07-13 2018-02-02 上海南麟电子股份有限公司 一种耗尽管基准电流源电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101154116A (zh) * 2006-09-28 2008-04-02 华润矽威科技（上海）有限公司 具有低温度系数的超微功耗参考源电路
CN200990029Y (zh) * 2006-11-29 2007-12-12 Bcd半导体制造有限公司 电流源电路
US20100019747A1 (en) * 2008-07-24 2010-01-28 Advanced Analog Technology, Inc. Low dropout regulator
US20120032733A1 (en) * 2010-08-06 2012-02-09 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor integrated circuit device and supply voltage supervisor
CN206960995U (zh) * 2017-07-13 2018-02-02 上海南麟电子股份有限公司 一种耗尽管基准电流源电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116107381A (zh) * 2022-12-19 2023-05-12 北京欧铼德微电子技术有限公司 基准电压源电路和芯片

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