CN102279615B - 一种高精度的电流源参考电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精度的电流源参考电路，包括基准电路和电流输出电路，所述基准电路包括第一MOS管和裂栅晶体管，第一MOS管的源极与电压电源相连，栅极和漏极连接，漏极和裂栅晶体管的源极连接；裂栅晶体管的漏极接地，栅极和源极连接。通过在基准电路中使用裂栅晶体管，使得基准电路中的电流不再受器件加工时各种不定因素影响的限制，在电流源参考电路加工完成后，还能够将基准电路中的电流调整到目标参考电流，使所提供的参考电流更精确，简单灵活。

Description

一种高精度的电流源参考电路
技术领域
本发明涉及半导体集成器件设计领域，尤其是一种SOC(System On Chip，系统级芯片)中的高精度的电流源参考电路。
背景技术
参考电流源分为外部参考电流源和内部参考电流源。对于SOC，由于采用外部参考电流源会对外部电路有较强的依赖性，不适于SOC的实际使用需求，因此，SOC中通常采用内部参考电流源。
现有的一种内部参考电流源的电路如图1所示，所述电路包括：基准电路10’和电流输出电路20’。其中，基准电路10’包括第一PMOS管101’和一个NMOS管102’，电流输出电路20’包括第二PMOS管201’和第三PMOS管202’。第一PMOS管101’的源极与电压电源VDD相连，栅极和漏极连接，漏极和NMOS管102’的源极连接；NMOS管102’的漏极接地VSS，栅极和源极连接；第二PMOS管201’、第三PMOS管202’的源极都连接在电压电源VDD上，栅极都与第一PMOS管101’的栅极连接，漏极各自通过一个电流源输出参考电流。
电流源参考电路输出的参考电流在加工过程完成时就已经固定了。虽然电流源参考电路的设计比较成熟，但是由于在加工过程中会受到不定因素的影响，电流源参考电路最后输出的参考电流与设计的参考电流总会存在偏差。
目前，常用的方法是采用将所述参考电流流过一个数字电路来进行校准。但是，所述数字电路只能给所述参考电流增加/减少一个固定值，并不能很好的解决各种数值的偏差，输出的参考电流仍然不准确；而且，上述数字电路也比较复杂。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种高精度的电流源参考电路，简单并且能够解决现有电流源参考电路输出的参考电流不精确的问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种高精度的电流源参考电路，包括基准电路和电流输出电路，
所述基准电路包括第一MOS管和裂栅晶体管，第一MOS管的源极与电压电源相连，栅极和漏极连接，漏极和裂栅晶体管的源极连接；裂栅晶体管的漏极接地，栅极和源极连接。
具体的，所述电流输出电路可以包括至少一个分支电路，每个分支电路包括第二MOS管和电流源，所述第二MOS管的源极连接在所述电压电源上，栅极与第一MOS管的栅极连接，漏极连接电流源并通过该电流源输出参考电流。
具体的，所述电流输出电路可以包括第一分支电路和第二分支电路；所述第一分支电路包括第三MOS管和第一电流源，所述第二分支电路包括第四MOS管和第二电流源；所述第三MOS管的源极连接在所述电压电源上，栅极与第一MOS管的栅极连接，漏极连接第一电流源并通过第一电流源输出第一参考电流；所述第四MOS管的源极连接在所述电压电源上，栅极与第一MOS管的栅极连接，漏极连接第二电流源并通过第二电流源输出第二参考电流。
优选的，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管均为PMOS管，所述裂栅晶体管为裂栅NMOS管。
优选的，所述各个分支电路中的第二MOS管与所述第一MOS管相同。
优选的，所述各个分支电路中的第二MOS管各不相同。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的高精度电流源参考电路，通过在基准电路中使用裂栅晶体管，使得基准电路中的电流不再受器件加工时各种不定因素影响的限制，在电流源参考电路加工完成后，还能够将基准电路中的电流调整到目标参考电流，使所提供的参考电流更精确，相对于现有使用数字电路进行校准的方式更简单灵活。
附图说明
图1是现有的电流源参考电路的电路图；
图2是本发明高精度的电流源参考电路的电路图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。
本发明提供了一种高精度的电流源参考电路的一个实施例，如图2所示，包括：基准电路10和电流输出电路20。
基准电路10包括第一MOS管101和裂栅晶体管102，第一MOS管101的源极与电压电源VDD相连，栅极和漏极连接，漏极和裂栅晶体管102的源极连接；裂栅晶体管102的漏极接地VSS，栅极和源极连接。
电流输出电路20包括至少一个分支电路200，每个分支电路200包括第二MOS管201和电流源202，所述第二MOS管201的源极连接在电压电源VDD上，栅极与第一MOS管101的栅极连接，漏极连接电流源202并通过该电流源202输出参考电流。
本发明的基准电路使用裂栅晶体管来代替NMOS管。由于裂栅晶体管可以利用裂栅上是否存储电荷或存储电荷的多少，来改变裂栅晶体管的阈值电压，具有可编程的特性。在高精度的电流源参考电路加工完成后，可以将与裂栅晶体管的栅极、源极、漏极分别连接的开关SG、SS、SD切换到调整模式，通过调整阈值电压，将基准电路中的电流调整到目标参考电流(如10μA)。调整完成后，再将SG、SS、SD切换回工作模式。
电流输出电路20中的每个分支电路200都是与基准电路10中的第一MOS管101成镜像的电路。每个分支电路200中的第二MOS管201可以与第一MOS管相同，也可以不同。若第二MOS管201与第一MOS管101相同，则该分支电路200输出的参考电流等于基准电路10中的目标参考电流；若第二MOS管201与第一MOS管101不同，如第二MOS管201的沟槽宽度为第一MOS管101沟槽宽度的2倍，则该分支电路200输出的参考电流就等于基准电路10中目标参考电流的2倍，其余以此类推。因此，用户可以根据自己的需要，选择输出参考电流的分支电路数量，以及每个分支电路输出的参考电流的大小，使用起来非常简单灵活。
下面介绍本发明的高精度的电流源参考电路的一个优选实施例。
本实施例中，基准电路10中的第一MOS管为第一PMOS管，裂栅晶体管为裂栅NMOS管，第一PMOS管的源极与电压电源VDD相连，栅极和漏极连接，漏极和裂栅晶体管的源极连接；裂栅晶体管的漏极接地VSS，栅极和源极连接。
电流输出电路20包括两个分支电路200：第一分支电路200和第二分支电路200；每个分支电路中的MOS管均为PMOS管；所述第一分支电路200包括第三PMOS管和第一电流源202，所述第二分支电路200包括第四PMOS管和第二电流源202；所述第三PMOS管的源极连接在所述电压电源VDD上，栅极与第一PMOS管的栅极连接，漏极连接第一电流源202并通过第一电流源202输出第一参考电流；所述第四PMOS管的源极连接在所述电压电源VDD上，栅极与第一PMOS管的栅极连接，漏极连接第二电流源202并通过第二电流源202输出第二参考电流。
本发明的高精度电流源参考电路，通过在基准电路中使用裂栅晶体管，使得基准电路中的电流不再受器件加工时各种不定因素影响的限制，在高精度电流源参考电路加工完成后，还能够将基准电路中的电流调整到目标参考电流，使所提供的参考电流更精确，相对于现有使用数字电路进行校准的方式更简单灵活。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高精度的电流源参考电路，包括基准电路和电流输出电路，其特征在于：通过在电流源参考电路的基准电路中使用裂栅晶体管，使得电流源参考电路最后输出的参考电流不受器件加工时的不定因素影响；
所述基准电路包括第一MOS管和裂栅晶体管，第一MOS管的源极与电压电源相连，栅极和漏极连接，漏极和裂栅晶体管的源极连接；裂栅晶体管的漏极接地，栅极和源极连接；
所述电流输出电路包括至少一个分支电路，每个分支电路包括第二MOS管和电流源，所述第二MOS管的源极连接在所述电压电源上，栅极与第一MOS管的栅极连接，漏极连接电流源并通过该电流源输出参考电流。
2.如权利要求1所述的高精度的电流源参考电路，其特征在于，所述电流输出电路包括第一分支电路和第二分支电路；所述第一分支电路包括第三MOS管和第一电流源，所述第二分支电路包括第四MOS管和第二电流源；所述第三MOS管的源极连接在所述电压电源上，栅极与第一MOS管的栅极连接，漏极连接第一电流源并通过第一电流源输出第一参考电流；所述第四MOS管的源极连接在所述电压电源上，栅极与第一MOS管的栅极连接，漏极连接第二电流源并通过第二电流源输出第二参考电流。
3.如权利要求2所述的高精度的电流源参考电路，其特征在于，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管均为PMOS管，所述裂栅晶体管为裂栅NMOS管。
4.如权利要求1所述的高精度的电流源参考电路，其特征在于，所述各个分支电路中的第二MOS管与所述第一MOS管相同。
5.如权利要求1所述的高精度的电流源参考电路，其特征在于，所述各个分支电路中的第二MOS管各不相同。
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