專利名稱：閾值電壓產生電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電壓產生電路，尤指一種能夠產生閾值電壓的閾值電壓產生電路。
背景技術：
通常將傳輸特性曲線中輸出電壓隨輸入電壓改變而急劇變化轉折區(qū)的終點對應的輸入電壓稱為閾值電壓，也稱為開啟電壓。閾值電壓通常跟隨工藝和溫度的變化而不同， 在現(xiàn)有技術中，往往通過查找數(shù)據(jù)庫來得到閾值電壓，而很少有一種能夠直接產生比較精確的閾值電壓的電路。

發(fā)明內容
鑒于以上內容，有必要提供一種能夠產生比較精確的閾值電壓的閾值電壓產生電路。一種閾值電壓產生電路，包括一主控制電路及一與所述主控制電路相連的偏置電路，所述主控制電路包括一第一開關元件、一與所述第一開關元件相連的第二開關元件、一與所述第二開關元件相連的第三開關元件及一與所述第三開關元件相連的第一運算放大器，所述第一運算放大器的一輸出端輸出一閾值電壓。相對現(xiàn)有技術，本發(fā)明閾值電壓產生電路可以跟隨工藝和溫度的變化產生比較精確的閾值電壓。


圖1為本發(fā)明閾值電壓產生電路較佳實施方式的電路圖。
具體實施例方式請參閱圖1，本發(fā)明閾值電壓產生電路較佳實施方式包括一主控制電路及一與該主控制電路相連的偏置電路。該主控制電路包括一第一開關元件、一第二開關元件、一第三開關元件、第一電阻 Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5及一第一運算放大器ompl。該偏置電路包括一第四開關元件、一第五開關元件、一第六開關元件、一第六電阻RB及一第二運算放大器omp2。在本實施方式中，該第一開關元件為一第一場效應管Ml，該第二開關元件為一第二場效應管M2，該第三開關元件為一第三場效應管M3，該第四開關元件為一第四場效應管 M4，該第五開關元件為一第五場效應管M5，該第六開關元件為一第六場效應管M6。且第一場效應管Ml、第二場效應管M2及第三場效應管M3為N型場效應管(匪0幻，第四場效應管 M4、第五場效應管M5及第六場效應管M6為P型場效應管(PM0Q。在其他實施方式中，開關元件可根據(jù)需要變更為能夠實現(xiàn)同樣功能的其它開關元件或電路。
該閾值電壓產生電路的具體連接關系如下該第一場效應管Ml的柵極與其漏極相連，其漏極連接第二運算放大器omp2的一反相輸入端，其源級連接該第二場效應管的源級，該第二場效應管的柵極與其漏極相連，該第三場效應管的柵極與其漏極相連，其源級連接該第二場效應管的源級，該第三場效應管的漏極通過第三電阻R3連接第一運算放大器 ompl的一正相輸入端，該第三場效應管的源級通過第四電阻R4連接第一運算放大器ompl 的正相輸入端，第一運算放大器ompl的正相輸入端通過第二電阻R2及第六電阻RB與第二運算放大器omp2的一反相輸入端相連，第一運算放大器ompl的一反相輸入端通過第一電阻Rl連接第二運算放大器omp2的反相輸入端，并通過第五電阻R5連接第一運算放大器 ompl的一輸出端V0UT。該第四場效應管M4的柵極連接該第五場效應管M5的柵極，其漏極連接第二運算放大器omp2的正相輸入端，其源級連接該第五場效應管M5的源極，該第五場效應管M5的柵極連接第二運算放大器omp2的一輸出端，其漏極連接第二運算放大器omp2 的反相輸入端，該第六場效應管M6的柵極連接該第五場效應管M5的柵極，其源級連接該第五場效應管M5的源級，其漏極連接該第三場效應管M3的漏極。該第一場效應管Ml、該第二場效應管M2、該第三場效應管M3的源級共同連接一接地端GND，該第四場效應管M4、該第五場效應管M5、該第六場效應管M6的源級共同連接一電源端VDD。該閾值電壓產生電路可以跟隨工藝和溫度的變化產生一比較精確的閾值電壓，具體分析如下Vl = V4 = VTH+sqrt (11*K1)，V2 = VTH+sqrt (I2*K2)，V3 = VTH+sqrt(I3*K3)，其中，Kl= 2/(μ nCox(W/L) 1)，K2 = 2/ ( μ nCox (ff/L) 2)，K3 = 2/ ( μ nCox (ff/L) 3)，VTH代表NMOS的閾值電壓，Il代表流過第一場效應管Ml的電流，12代表流過第二場效應管M2的電流，13代表流過第三場效應管M3的電流，μ η代表電子遷移率，Cox代表柵氧化層單位面積電容，(W/L)l代表第一場效應管Ml的寬長比，(W/L)2代表第二場效應管M2的寬長比，(W/L)3代表第三場效應管M3的寬長比。VOUT = V2+V3-V1 = VTH+sqrt(I3*K3)+sqrt(I2*K2)-sqrt(I1*K1)，不妨令Il = 12 = 13 = I， VOUT = VTH+sqrt (I)* (sqrt (K3)+sqrt (K2)-sqrt (Kl))，我們可以通過選擇Ml，M2，M3的寬長比來使表達式sqrt (K3) +sqrt (K2) -sqrt (Kl)等于 0，從而使得 VOUT = VTH0另夕卜，我們也可以保持Ml，M2，M3的寬長比相同，通過調節(jié)II，12，13的比值來實現(xiàn)，即調節(jié)M4，M5，M6的寬長比。我們還可以同時調節(jié)II，12，13和M4，M5，M6的寬長比來實現(xiàn)。該閾值電壓產生電路可以跟隨工藝和溫度的變化產生比較精確的閾值電壓。
權利要求
1.一種閾值電壓產生電路，其特征在于所述閾值電壓產生電路包括一主控制電路及一與所述主控制電路相連的偏置電路，所述主控制電路包括一第一開關元件、一與所述第一開關元件相連的第二開關元件、一與所述第二開關元件相連的第三開關元件及一與所述第三開關元件相連的第一運算放大器，所述第一運算放大器的一輸出端輸出一閾值電壓。
2.如權利要求1所述的閾值電壓產生電路，其特征在于所述第一開關元件為一第一場效應管，所述第二開關元件為一第二場效應管，所述第三開關元件為一第三場效應管。
3.如權利要求2所述的閾值電壓產生電路，其特征在于所述第一場效應管的柵極與其漏極相連，其源級連接所述第二場效應管的源級，所述第二場效應管的柵極與其漏極相連，所述第三場效應管的柵極與其漏極相連，其源級連接所述第二場效應管的源級，所述第一場效應管、第二場效應管及第三場效應管的源級共同連接一接地端。
4.如權利要求3所述的閾值電壓產生電路，其特征在于所述第三場效應管的漏極通過一第三電阻連接第一運算放大器的一正相輸入端，所述第三場效應管的源級通過一第四電阻連接第一運算放大器的正相輸入端，所述第一運算放大器的一反相輸入端通過一第五電阻連接所述輸出端。
5.如權利要求1所述的閾值電壓產生電路，其特征在于所述偏置電路包括一與所述第一開關元件相連的第四開關元件、一與所述第四開關元件相連的第五開關元件、一與所述第五開關元件相連的第六開關元件及一與所述第四開關元件、所述第五開關元件相連的第二運算放大器。
6.如權利要求5所述的閾值電壓產生電路，其特征在于所述第一運算放大器的一正相輸入端通過一第二電阻及一第六電阻與所述第二運算放大器的一反相輸入端相連，所述第一運算放大器的一反相輸入端通過一第一電阻連接所述第二運算放大器的反相輸入端， 所述第二運算放大器的一正相輸入端與所述第一開關元件相連。
7.如權利要求6所述的閾值電壓產生電路，其特征在于所述第四開關元件為一第四場效應管，所述第五開關元件為一第五場效應管，所述第六開關元件為一第六場效應管。
8.如權利要求7所述的閾值電壓產生電路，其特征在于所述第四場效應管的柵極連接所述第五場效應管的柵極，其漏極連接所述第二運算放大器的正相輸入端，所述第五場效應管的漏極連接所述第二運算放大器的反相輸入端，所述第六場效應管的柵極連接所述第五場效應管的柵極，所述第四場效應管、第五場效應管及第六場效應管的柵極共同連接所述第二運算放大器的一輸出端，所述第四場效應管、第五場效應管及第六場效應管的源級共同連接一電源端。
全文摘要
一種閾值電壓產生電路，包括一主控制電路及一與所述主控制電路相連的偏置電路，所述主控制電路包括一第一開關元件、一與所述第一開關元件相連的第二開關元件、一與所述第二開關元件相連的第三開關元件及一與所述第三開關元件相連的第一運算放大器，所述第一運算放大器的一輸出端輸出一閾值電壓。該電路可以產生比較精確的閾值電壓。
文檔編號G01R1/28GK102243256SQ20101017036
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權日2010年5月12日
發(fā)明者范方平 申請人:四川和芯微電子股份有限公司