一種不受工藝影響的ptat電流源的制作方法
【專利摘要】一種不受工藝影響的PTAT電流源，包括一啟動電路、一SS/TT/FF補償電路、一SF/FS補償電路、一輸出電路，所述啟動電路確保所述PTAT電流源在上電時，讓所述PTAT電流源進入到正常的狀態(tài)，所述SS/TT/FF補償電路實現對SS/TT/FF工藝角的電流補償，以確保在SS/TT/FF工藝角下，所述PTAT電流源輸出的電流不存在大的偏差，所述SF/FS補償電路實現對SF/FS工藝角的電流補償，以確保在SF/FS工藝角下，所述PTAT電流源輸出的電流不存在大的偏差，所述輸出電路負責將所述SS/TT/FF補償電路和所述SF/FS補償電路產生的電流進行合并，以得到最終的電流輸出。本實用新型采用的所有器件均為場效應管，以排除其他工藝器件的影響，可實現對SS/TT/FF/SF/FS工藝角的補償，以保證所述PTAT電流源不受工藝角的影響，產生與工藝角無關的電流。
【專利說明】—種不受工藝影響的PTAT電流源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及PTAT電流源領域，更具體地涉及一種不受工藝影響的PTAT電流源。
【背景技術】
[0002]現有PTAT電流源一般為帶隙基準產生的PTAT電流源，此電流源一般與電阻的工藝角相關，故會隨著電阻的工藝角變化而變化，且偏差一般在±20%左右，而我們通常需要一種電流值恒定的PTAT電流源來對電路進行偏置，以減小電流源帶來的對電路性能的影響，故現有的PTAT電流源無法滿足需求。(其中工藝角為半導體器件在制造過程中，由于在同一塊晶元上的位置差別，或者不同批次的晶元之間，其場效應管的參數會有所差異，稱之為工藝角，一般分為SS、TT、FF、SF和FS五種工藝角。)
[0003]因此，有必要提供一種不隨工藝角變化的PTAT電流源。

【發(fā)明內容】
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[0004]本實用新型的目的是提供一種與工藝角無關的PTAT電流源電路，該PTAT電流源電路實現對SS/TT/FF/SF/FS工藝角的補償，以保證輸出的PTAT電流源不受工藝的影響，產生與工藝角無關的電流。
[0005]為實現上述目的，本實用新型包括一啟動電路、一 SS/TT/FF補償電路、一 SF/FS補償電路、一輸出電路。所述啟動電路負責確保所述PTAT電流源在上電時，讓所述PTAT電流源進入到正常的狀態(tài)，所述SS/TT/FF補償電路實現對SS/TT/FF工藝角的電流補償，以確保在SS/TT/FF工藝角下，所述PTAT電流源輸出的電流不存在大的偏差，所述SF/FS補償電路實現對SF/FS工藝角的電流補償，以確保在SF/FS工藝角下，所述PTAT電流源輸出的電流不存在大的偏差，所述輸出電路負責將所述SS/TT/FF補償電路和所述SF/FS補償電路產生的電流進行合并，以得到最終的電流輸出。
[0006]較佳的，所述SS/TT/FF補償電路包括一第一場效應管、一第二場效應管、一第三場效應管、一第四場效應管、一第五場效應管、一第六場效應管、一第七場效應管、一第八場效應管、一第九場效應管。所述第一場效應管的源極、所述第二場效應管的源極與電源相連，所述第一場效應管的柵極和漏極與所述第三場效應管的源極相連，所述第二場效應管的柵極和漏極與所述第四場效應管的源極相連，所述第三場效應管的柵極、所述第四場效應管的柵極和漏極、所述第六場效應管的漏極共同連接，所述第三場效應管的漏極、所述第八場效應管的柵極與所述第五場效應管的漏極共同連接，所述第五場效應管的柵極、所述第六場效應管的柵極、所述第九場效應管的柵極和漏極與所述第八場效應管的漏極共同連接，所述第五場效應管的源極、所述第六場效應管的源極、所述第九場效應管的源極與地線相接，所述第七場效應管的柵極和漏極、所述第八場效應管的源極相連，所述第七場效應管的源極與電源相連。
[0007]較佳的，所述第一場效應管、所述第二場效應管必須具備足夠大的寬長比，以使所述第一場效應管、所述第二場效應管工作在亞閾值區(qū)。
[0008]較佳的，所述SF/FS補償電路包括一第十場效應管、一第十一場效應管、一第十二場效應管、一第十三場效應管、一第十四場效應管。所述第十場效應管的柵極與所述第七場效應管的柵極相連，所述第十場效應管的源極與電源相連，所述第十場效應管的漏極、所述第十二場效應管的漏極與所述第十三場效應管的柵極共同連接，所述第十二場效應管的柵極、所述第十三場效應管的源極與所述第十四場效應管的源極共同連接，所述第十二場效應管的源極、所述第十四場效應管的柵極和漏極與地線相連，所述第十三場效應管的漏極與所述第十一場效應管的柵極和漏極相連，所述第十一場效應管的源極與電源相連。
[0009]較佳的，所述第十二場效應管與所述第十四場效應管的寬長比之比應等于工藝文件中P型場效應管的電子遷移率與N型場效應管的電子遷移率之比。
[0010]較佳的，所述輸出電路包括一第十五場效應管、一第十六場效應管、一第十七場效應管、一第十八場效應管。所述第十五場效應管的柵極與所述第七場效應管的柵極相連，所述第十五場效應管的漏極、所述第十六場效應管的漏極、所述第十七場效應管的漏極和柵極、所述第十八場效應管的柵極共同連接，所述第十六場效應管的柵極與所述第十一場效應管的柵極相連，所述第十五場效應管的源極、所述第十六場效應管的源極與電源相連，所述第十七場效應管的源極、所述第十八場效應管的源極與地線相連，所述第十八場效應管的漏極與PTAT電流源的輸出端相連。
[0011]較佳的，所述啟動電路包括一第十九場效應管、一第二十場效應管、一第二十一場效應管、一第二十二場效應管、一第二十三場效應管、一第二十四場效應管。所述第十九場效應管的柵極與所述第七場效應管的柵極相連，所述第十九場效應管的源極與電源相連，所述第十九場效應管的漏極、所述第二十二場效應管的漏極和柵極、所述第二十三場效應管的柵極共同連接，所述第二十二場效應管的源極、所述第二十三場效應管的源極與地線相連，所述第二十三場效應管的漏極、所述第二十一場效應管的漏極和柵極、所述第二十場效應管的柵極、所述第二十四場效應管的柵極共同連接，所述第二十場效應管的漏極與所述第二十一場效應管的源極相連，所述第二十場效應管的源極與電源相連，所述第二十四場效應管的漏極與所述第八場效應管的柵極相連，所述第二十四場效應管的源極與地線相連。
[0012]相比現有技術，本實用新型采用的所有器件均為場效應管，以排除其他工藝器件的影響，可實現對SS/TT/FF/SF/FS工藝角的補償，以保證所述PTAT電流源不受工藝角的影響，產生與工藝角無關的電流。
[0013]通過以下的描述并結合附圖，本實用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本實用新型。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型一種與工藝角無關的PTAT電流源的電路圖。
【具體實施方式】:
[0015]現在參考附圖描述本實用新型的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如上所述，本實用新型采用的所有器件均為場效應管，以排除其他工藝器件的影響，可實現對SS/TT/FF/SF/FS工藝角的補償，以保證所述PTAT電流源不受工藝角的影響，產生與工藝角無關的電流。
[0016]請參閱圖1，本實用新型一種與工藝角無關的PTAT電流源較佳實現方式包括一啟動電路、一 SS/TT/FF補償電路、一 SF/FS補償電路、一輸出電路。所述啟動電路負責確保所述PTAT電流源在上電時，讓所述PTAT電流源進入到正常的狀態(tài)，所述SS/TT/FF補償電路實現對SS/TT/FF工藝角的電流補償，以確保在SS/TT/FF工藝角下，所述PTAT電流源輸出的電流不存在大的偏差，所述SF/FS補償電路實現對SF/FS工藝角的電流補償，以確保在SF/FS工藝角下，所述PTAT電流源輸出的電流不存在大的偏差，所述輸出電路負責將所述SS/TT/FF補償電路和所述SF/FS補償電路產生的電流進行合并，以得到最終的電流輸出。所述SS/TT/FF補償電路包括一第一場效應管Ml、一第二場效應管M2、一第三場效應管M3、一第四場效應管M4、一第五場效應管M5、一第六場效應管M6、一第七場效應管M7、一第八場效應管M8、一第九場效應管M9。所述第一場效應管Ml的源極、所述第二場效應管M2的源極與電源VCC相連，所述第一場效應管Ml的柵極和漏極與所述第三場效應管M3的源極Vl相連，所述第二場效應管M2的柵極和漏極與所述第四場效應管M4的源極V2相連，所述第三場效應管M3的柵極、所述第四場效應管M4的柵極和漏極、所述第六場效應管M6的漏極V4共同連接，所述第三場效應管M3的漏極、所述第八場效應管M8的柵極與所述第五場效應管M5的漏極V5共同連接，所述第五場效應管M5的柵極、所述第六場效應管M6的柵極、所述第九場效應管M9的柵極和漏極與所述第八場效應管M8的漏極V3共同連接，所述第五場效應管M5的源極、所述第六場效應管M6的源極、所述第九場效應管M9的源極與地線GND相接，所述第七場效應管M7的柵極和漏極、所述第八場效應管M8的源極V6相連，所述第七場效應管M7的源極與電源VCC相連。所述SF/FS補償電路包括一第十場效應管MlO、一第
i場效應管Ml 1、一第十二場效應管M12、一第十三場效應管M13、一第十四場效應管M14。所述第十場效應管MlO的柵極與所述第七場效應管M7的柵極相連，所述第十場效應管MlO的源極與電源VC C相連，所述第十場效應管MlO的漏極、所述第十二場效應管M12的漏極與所述第十三場效應管M13的柵極共同連接，所述第十二場效應管M12的柵極、所述第十三場效應管M13的源極與所述第十四場效應管M14的源極V7共同連接，所述第十二場效應管M12的源極、所述第十四場效應管M14的柵極和漏極與地線GND相連，所述第十三場效應管M13的漏極與所述第十一場效應管Mll的柵極和漏極相連，所述第十一場效應管Mll的源極與電源VCC相連。所述輸出電路包括一第十五場效應管M15、一第十六場效應管M16、一第十七場效應管M17、一第十八場效應管M18。所述第十五場效應管M15的柵極與所述第七場效應管M7的柵極相連，所述第十五場效應管M15的漏極、所述第十六場效應管M16的漏極、所述第十七場效應管M17的漏極和柵極、所述第十八場效應管M18的柵極共同連接，所述第十六場效應管M16的柵極與所述第十一場效應管Mll的柵極相連，所述第十五場效應管M15的源極、所述第十六場效應管M16的源極與電源VCC相連，所述第十七場效應管M17的源極、所述第十八場效應管M18的源極與地線GND相連，所述第十八場效應管M18的漏極與PTAT電流源的輸出端Iptat相連。所述啟動電路包括一第十九場效應管M19、一第二十場效應管M20、一第二 ^^一場效應管M21、一第二十二場效應管M22、一第二十三場效應管M23、一第二十四場效應管M24。所述第十九場效應管M19的柵極與所述第七場效應管M7的柵極相連，所述第十九場效應管M19的源極與電源相連，所述第十九場效應管M19的漏極、所述第二十二場效應管M22的漏極和柵極、所述第二十三場效應管M23的柵極共同連接，所述第二十二場效應管M22的源極、所述第二十三場效應管M23的源極與地線GND相連，所述第二十三場效應管M23的漏極、所述第二十一場效應管M21的漏極和柵極、所述第二十場效應管M20的柵極、所述第二十四場效應管M24的柵極共同連接，所述第二十場效應管M20的漏極與所述第二十一場效應管M21的源極相連，所述第二十場效應管M20的源極與電源VCC相連，所述第二十四場效應管M24的漏極與所述第八場效應管M8的柵極相連，所述第二十四場效應管M24的源極與地線GND相連。
[0017]對于SS/TT/FF補償電路，現設定所述第一場效應管Ml的寬長比為(Wzl)1,,所述第二場效應管M2的寬長比為(W/L)2，且
[0018]K* (W/L) != (W/L) 2
[0019]設定所述第三場效應管M3的寬長比為(W/L)3，所述第四場效應管M4的寬長比為(w/L)4，且
[0020](ff/L) 3=m* (W/L) 4
[0021]設定所述第五場效應管M5、所述第六場效應管M6、所述第九場效應管M9、所述第十一場效應管Mll的寬長比相等，即流過的電流相等，現設定其流過的電流為Ic，則根據電流的基本平方律公式，且結合圖1，則L為:
[0022]Ic=^up*Cox *(—):, *C I )
2L (I y /72)
[0023]其中AV為所述第一場效應管Ml的柵源電壓Vesi與所述第二場效應管M2的柵源電壓Ves2之差，gp
[0024]AV=VGS1-VGS2=V2-V`1
[0025]為了使所述第一場效應管Ml、所述第二場效應管M2工作在亞閾值區(qū)，現設定(W/1^和(W/L)2遠大于(胃/1)3和(W/L)4，即讓所述第一場效應管Ml、所述第二場效應管M2有足夠大的寬長比，以保證所述第一場效應管Ml、所述第二場效應管M2工作在亞閾值區(qū)。根據場效應管亞閾值區(qū)的電流公式，得:
wIvrij, I
[0026]/1 = (7 W "exP(T^Tr)
[0027]/2 = ( ^ )2 * Idq * exp(^i)
[0028]其中Il為流過所述第一場效應管Ml的電流，12為流過所述第二場效應管M2的電流，Vt為與絕對溫度成正比的常量，ζ為常數。由于所述第五場效應管Μ5、所述第六場效應管Μ6的寬長比相等，故Il與12相等，且
【權利要求】
1.一種不受工藝影響的PTAT電流源，包括一啟動電路、一 SS/TT/FF補償電路、一 SF/FS補償電路、一輸出電路，所述啟動電路負責確保所述PTAT電流源在上電時，讓所述PTAT電流源進入到正常的狀態(tài)，所述SS/TT/FF補償電路實現對SS/TT/FF工藝角的電流補償，以確保在SS/TT/FF工藝角下，所述PTAT電流源輸出的電流不存在偏差，所述SF/FS補償電路實現對SF/FS工藝角的電流補償，以確保在SF/FS工藝角下，所述PTAT電流源輸出的電流不存在大的偏差，所述輸出電路負責將所述SS/TT/FF補償電路和所述SF/FS補償電路產生的電流進行合并，以得到最終的電流輸出。
2.如權利要求1所述的PTAT電流源，其特征在于:所述SS/TT/FF補償電路包括一第一場效應管、一第二場效應管、一第三場效應管、一第四場效應管、一第五場效應管、一第六場效應管、一第七場效應管、一第八場效應管、一第九場效應管，所述第一場效應管的源極、所述第二場效應管的源極與電源相連，所述第一場效應管的柵極和漏極與所述第三場效應管的源極相連，所述第二場效應管的柵極和漏極與所述第四場效應管的源極相連，所述第三場效應管的柵極、所述第四場效應管的柵極和漏極、所述第六場效應管的漏極共同連接，所述第三場效應管的漏極、所述第八場效應管的柵極與所述第五場效應管的漏極共同連接，所述第五場效應管的柵極、所述第六場效應管的柵極、所述第九場效應管的柵極和漏極與所述第八場效應管的漏極共同連接，所述第五場效應管的源極、所述第六場效應管的源極、所述第九場效應管的源極與地線相接，所述第七場效應管的柵極和漏極、所述第八場效應管的源極相連，所述第七場效應管的源極與電源相連。
3.如權利要求2所述的PTAT電流源，其特征在于:所述第一場效應管、所述第二場效應管必須具備足夠大的寬長比，以使所述第一場效應管、所述第二場效應管工作在亞閾值區(qū)。
4.如權利要求1所述的PTAT電流源，其特征在于:所述SF/FS補償電路包括一第十場效應管、一第十一場效應管、一第十二場效應管、一第十三場效應管、一第十四場效應管，所述第十場效應管的柵極與所述第七場效應管的柵極相連，所述第十場效應管的源極與電源相連，所述第十場效應管的漏極、所述第十二場效應管的漏極與所述第十三場效應管的柵極共同連接，所述第十二場效`應管的柵極、所述第十三場效應管的源極與所述第十四場效應管的源極共同連接，所述第十二場效應管的源極、所述第十四場效應管的柵極和漏極與地線相連，所述第十三場效應管的漏極與所述第十一場效應管的柵極和漏極相連，所述第十一場效應管的源極與電源相連。
5.如權利要求4所述的PTAT電流源，其特征在于:所述第十二場效應管與所述第十四場效應管的寬長比之比應等于工藝文件中P型場效應管的電子遷移率與N型場效應管的電子遷移率之比。
6.如權利要求1所述的PTAT電流源，其特征在于:所述輸出電路包括一第十五場效應管、一第十六場效應管、一第十七場效應管、一第十八場效應管，所述第十五場效應管的柵極與所述第七場效應管的柵極相連，所述第十五場效應管的漏極、所述第十六場效應管的漏極、所述第十七場效應管的漏極和柵極、所述第十八場效應管的柵極共同連接，所述第十六場效應管的柵極與所述第十一場效應管的柵極相連，所述第十五場效應管的源極、所述第十六場效應管的源極與電源相連，所述第十七場效應管的源極、所述第十八場效應管的源極與地線相連，所述第十八場效應管的漏極與PTAT電流源的輸出端相連。
7.如權利要求1所述的PTAT電流源，其特征在于:所述啟動電路包括一第十九場效應管、一第二十場效應管、一第二十一場效應管、一第二十二場效應管、一第二十三場效應管、一第二十四場效應管，所述第十九場效應管的柵極與所述第七場效應管的柵極相連，所述第十九場效應管的源極與電源相連，所述第十九場效應管的漏極、所述第二十二場效應管的漏極和柵極、所述第二十三場效應管的柵極共同連接，所述第二十二場效應管的源極、所述第二十三場效應管的源極與地線相連，所述第二十三場效應管的漏極、所述第二十一場效應管的漏極和柵極、所述第二十場效應管的柵極、所述第二十四場效應管的柵極共同連接，所述第二十場效應 管的漏極與所述第二十一場效應管的源極相連，所述第二十場效應管的源極與電源相連，所述第二十四場效應管的漏極與所述第八場效應管的柵極相連，所述第二十四場效應管的源極與地線相連。
【文檔編號】G05F1/46GK203595960SQ201320401256
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權日:2013年7月5日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:成都銳成芯微科技有限責任公司