CN103425177B - 一种基准电流源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基准电流源，包括：电流源核心电路、电流偏置电路、偏移电压电路和输出级单元，其特征在于，所述电流源核心电路的第五端和第六端分别接至外部的第一相对电压和第二相对电压，所述第一相对电压和第二相对电压的差值作为偏移电压，所述偏移电压随着温度变化基本保持恒定，并且该偏移电压随工艺变化的趋势与载流子迁移率相反。本发明的基准电流源通过在电流源核心电路中引入一个偏移电压改变MOS电阻两端的电压的温度系数，与载流子迁移率的温度系数相互补偿，可以实现零温度系数的输出电流。本发明的基准电流源还具有工艺补偿的特性，减轻工艺偏差对电流源精度的影响。

Description

一种基准电流源

技术领域

本发明属于模拟集成电路设计领域，特别涉及一种基准电流源的设计。

背景技术

基准电流源是集成电路中一个重要的模块电路，它为其它功能模块提供一个稳定的静态工作点，广泛应用于放大器、振荡器、比较器、锁相环、ADC/DAC等电路中，电流源的精确度在很大程度上决定了功能模块的稳定性。

电源电压、温度变化和工艺偏差是影响基准电流源精度的重要因素，一个设计良好的基准电流源应具有随电源电压、温度变化和工艺偏差保持稳定的输出电流，可将基准电流源的输出电流用如下模型表示：

I＝f(V,T,P)

其中，I为输出电流，V为电源电压，T为绝对温度，P为集成电路制造工艺，f表示一种函数关系。

而集成电路制造工艺的偏差对电流精度的影响主要表现在由工艺偏差导致的MOS管阈值电压、载流子迁移率以及集成电阻的变化，工艺偏差对MOS管阈值电压和集成电阻影响较大，对载流子迁移率影响较小。上式又可以改写为：

I＝f(V,T,μ,V_th,R)

其中，μ为载流子迁移率，V_th为MOS管的阈值电压，R为集成电阻，μ和V_th同时又受温度T的影响。

1965年，Widlar在IEEE的“电路理论学报”上发表的文章“SomeCircuitDesignTechniquesforLinearIntegratedCircuits.CircuitTheory”提出了一种基准电流源，图1是采用CMOS器件的Widlar电流源，该电流源可以消除电源电压和MOS管阈值电压的影响，该理论构成了电流源技术研究的基础。Widlar电流源可用如下模型表示：

I＝f(T,μ,R)

该电流源的输出电流与绝对温度成正比，且电路用到了较大阻值的电阻。在标准CMOS集成电路工艺下，电阻的精确度很低，偏差可能达到20％以上，引起输出电流的不稳定，如图2所示，实现表示典型工艺，虚线分别表示两种极限工艺偏差，图4中的实线、虚线表示的含义与图2相同；而且大阻值的电阻会占用很大的芯片面值，导致芯片成本的增加。需要说明的是：典型工艺就是集成电路器件参数(阈值电压、载流子迁移率、电阻阻值等)为标称值的工艺条件。但是由于在集成电路制造过程中没有那么精确，器件的尺寸、离子扩散的浓度等会有所偏差，由此带来了集成电路器件参数的变化(变大或变小)，变大或变小的两种极限就是极限工艺。一般用工艺角来表示工艺条件，这三种分别为典型、最快、最慢工艺角。

1997年，Oguey提出了一种无电阻的基准电流源，如图3所示，该电路用工作在线性区的MOS管代替电阻，且输出电流与MOS管阈值电压无关，具有芯片面积小、工艺偏差小的优点。该电路已经成为基准电流源设计的经典结构和主流技术，这项技术发表于JSSC的“CMOScurrentreferencewithoutresistance”上。该结构的基准电流源温度对输出电流的影响集中体现在载流子迁移率和MOS电阻两端的电压上，因此输出电流模型可以表示为：

I＝f(V_ds,μ)

其中，V_DSR为MOS电阻两端的电压：

$V_{DSR}=\left(\mathrm{\η}\ln K\frac{k_B}{e}\right)T$

η为亚阈值斜率因子，K为电路中MOS管的宽长比的比值，k_BB为波尔兹曼常数，e为一个电子的电荷量，T为绝对温度。上式括号内的部分可视为常数，因此MOS电阻两端的电压与绝对温度成正比。

由此可见，Oguey电流源的输出电流仅受MOS电阻两端电压V_DSR和载流子迁移率μ影响，V_DSR是一个温度变量，μ既是温度变量，又是工艺变量。

输出电流的温度系数可以表示为：

TC(I)＝TC(μ)+2TC(V_DSR)

工艺偏差对输出电流的影响可以表示为：

dI(P)＝dμ(P)

其中TC(I)为输出电流的温度系数，TC(μ)为载流子迁移率的温度系数，TC(V_DSR)为MOS电阻两端电压的温度系数。由于CMOS工艺中载流子迁移率的温度系数约为-1.5/T，而MOS电阻两端电压的温度系数恒为1/T，因此输出电流的温度系数约为0.5/T，即输出电流与绝对温度的平方根成正比，输出电流表现出随温度升高而增大的特性。当采用该基准电流源的芯片所处的环境温度在较大范围内变化时，输出电流的波动相当大。而且由工艺偏差导致的载流子迁移率的变化仍然会对输出电流造成一定的影响，因此该基准电流源难以满足一些高精度应用的要求。图4是Oguey的输出电流示意图。

为提高电流基准源的精度，近年来国内外众多学者做出了很多的研究，目前对于电流源的研究大体存在以下几方面的问题：(1)类似Oguey电流源所存在的问题，输出电流的温度系数恒正，输出电流随温度升高而增大；(2)只关注了电流的温度特性，而忽略了工艺偏差的影响；(3)只关注了MOS管工艺偏差的主要因素MOS管阈值电压对电流源精度的影响，而忽略了次要因素载流子迁移率的影响，事实上由于载流子迁移率导致的输出电流误差仍然较大；(4)电路功耗普遍较大，在低功耗应用领域尚缺乏高精度电流源的解决方案。

发明内容

为了解决现有的基准电流源精度较低和功耗过大的问题，本发明提出了一种基准电流源。

本发明的技术方案是：一种基准电流源，包括：电流源核心电路、电流偏置电路、偏移电压电路和输出级单元，其中，电流源核心电路的第一输入输出端、第二输入输出端、第三输入输出端分别接至电流偏置电路的第一输入输出端、第二输入输出端、第三输入输出端，电流源核心电路的第四端接至外部的电源电压的第一端，电流偏置电路的第四端接至外部电源电压的第二端；输出级与电流偏置电路或者电流源核心电路相连接，导出输出电流；其特征在于，所述电流源核心电路的第五端和第六端分别接至外部的第一相对电压和第二相对电压，所述第一相对电压和第二相对电压的差值作为偏移电压，所述偏移电压随着温度变化基本保持恒定，并且该偏移电压随工艺变化的趋势与载流子迁移率随工艺变化的趋势相反。

进一步的，所述电流源核心电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管，其中，第一MOS管、第二MOS管、第四MOS管的第一导通极分别作为电流源核心电路的第一输入输出端、第二输入输出端、第三输入输出端，第一MOS管、第三MOS管、第四MOS管的第二导通极连接在一起作为电流源核心电路的第四端，第四MOS管的控制极和第一导通极连接在一起并与第三MOS管的控制极相连接，第三MOS管的第一导通极与第二MOS管的第二导通极连接在一起，第一MOS管、第二MOS管的控制极分别作为电流源核心电路的第五端和第六端。

进一步的，所述的第一相对电压和第二相对电压具体通过偏移电压电路提供。

作为一种方案，所述偏移电压电路包括12个MOS管，具体为第五MOS管至第十六MOS管，其中，第五、第六、第七、第八MOS管构成电流镜结构，第五、第六、第七、第八MOS管的第一导通极连接在一起并接至外部电源电压的第一端，第五、第六、第七、第八MOS管控制极连接在一起作为偏移电压电路的偏置电压输入端；第九MOS管的第一导通极和控制极相连并与第十MOS管的控制极连接在一起最终接至第五MOS管的第二导通极；第十、第十一MOS管的第一导通极相连并接至第六MOS管的第二导通极；第十二MOS管的第一导通极与控制极相连并与第十一、十三MOS管的控制极连接在一起最终接至第七MOS管的第二导通极；第十三、第十四MOS管的第一导通极相连并接至第八MOS管的第二导通极；第十五、十六MOS管的控制极相连并与第十五MOS管的第一导通极连接在一起最终接至第十一MOS管的第二导通极；第十六MOS管的第一导通极接至第十四MOS管的第二导通极；第九、第十、第十二、第十三、第十五、第十六MOS的第二导通极连接在一起并接至外部电压的第二端；第十三MOS管的控制极作为第一相对电压的输出端，第十四MOS管的控制极与第二导通极相连作为第二相对电压的输出端。

作为另一种方案，所述偏移电压电路包括5个MOS管，具体为第十七MOS管、第十八MOS管、第十九MOS管、第二十MOS管、第二十一MOS管，其中，第十七、第十八MOS管的第一导通极相连并接至外部电源电压的第一端，第十七、第十八MOS管的控制极相连并接至第十七MOS管的第二导通极；第十九MOS管的第一导通极分别与第十七MOS管的第二导通极相连，第二十MOS管的第一导通极与第十八MOS管的第二导通极相连，第十九、第二十MOS管的第二导通极相连并接至第二十一MOS管的第一导通极；第二十一MOS管的控制极作为偏移电压电路的偏置电压输入端，第二导通极接至外部电源电压的第二端；第十九MOS管的控制极作为第一相对电压的输出端，第二十MOS管的控制极与第一导通极相连作为第二相对电压的输出端。

需要说明的是：这里的第一导通极可以这样理解，对于N型MOS管，具体指代其漏极；对于P型MOS管，具体指代其源极。这里的第二导通极可以这样理解，对于N型MOS管，具体指代其源极；对于P型MOS管，具体指代其漏极。对于本领域技术人员来说，第一导通极、第二导通极的概念是清楚的。

本发明的有益效果：本发明的基准电流源通过在电流源核心电路中引入一个偏移电压改变MOS电阻两端的电压V_DSR的温度系数，与载流子迁移率的温度系数相互补偿，可以实现零温度系数的输出电流。本发明的基准电流源还具有工艺补偿的特性，一方面输出电流与晶体管的阈值电压无关，另一方面偏移电压的工艺变化趋势与载流子迁移率相反，可以用来补偿载流子迁移率随工艺偏差的变化，从而减轻工艺偏差对电流源精度的影响。本发明的基准电流源采用亚阈值电路技术，还具有低功耗的优点，适合高精度低功耗的应用。

附图说明

图1是采用CMOS器件的Widlar电流源的原理图。

图2是Widlar电流源的输出电流示意图。

图3是Oguey电流源的原理图。

图4是Oguey电流源的输出电流示意图。

图5是本发明基准电流源的结构示意图。

图6是采用Cascode电流镜作电流偏置电路的本发明的基准电流源的结构示意图。

图7是采用带运放的电流镜作电流偏置电路的本发明的基准电流源的结构示意图。

图8是本发明实施例中的一种偏移电压电路的原理图。

图9是本发明实施例中的另一种偏移电压电路的原理图。

图10是偏移电压电路输出的偏移电压的示意图。

图11是本发明的基准电流源的输出电流示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的阐述。

如图5所示，本发明的基准电流源，包括：电流源核心电路、电流偏置电路、偏移电压电路和输出级单元，其中，电流源核心电路的第一输入输出端1、第二输入输出端2、第三输入输出端3分别接至电流偏置电路的第一输入输出端1、第二输入输出端2、第三输入输出端3，电流源核心电路的第四端4-接至外部的电源电压的第一端VDD-，电流偏置电路的第四端4+接至外部电源电压的第二端VDD+；输出级与电流偏置电路或者电流源核心电路相连接，导出输出电流I_REF；所述电流源核心电路的第五端5和第六端6分别接至外部的第一相对电压和第二相对电压，所述第一相对电压和第二相对电压的差值作为偏移电压，所述偏移电压随着温度变化基本保持恒定，并且该偏移电压随工艺变化的趋势与载流子迁移率随工艺变化的趋势相反。

这里，将外部的电源电压的正端VDD+和负端VDD-互换后，电路仍可正常工作。

需要说明的是，这里的“基本保持恒定”是指，偏移电压并非绝对恒定的，只是随温度的变化较小而已，这里的“基本”对本领域普通技术人员来说，其含义是清楚的。

电流源核心电路，包括第一MOS管MN1、第二MOS管MN2、第三MOS管MN3和第四MOS管MN4。MN1、MN2、MN4的漏极分别作为电流源核心电路的第一端1、第二端2、第三端3与电流偏置电路相连接，MN1、MN2、MN4的源极作为电流源核心电路的第四端4-接至外部电源电压的负端VDD-，MN4的栅极和漏极连接在一起并与第三NMOS管MN3的栅极相连接，MN3的漏极与MN2的源极连接在一起，MN1、MN2的栅极分别接至偏移电压电路的两个输出端VOUT1和VOUT2。

如将电路中所有的PMOS换成NMOS，NMOS换成PMOS，将对应端子的极性互换，该基准电流源仍具有相同的特性。

MOS管MN1、MN2工作于亚阈值区，MN3工作于深线性区作为MOS电阻，MN4工作于饱和区为MOS电阻提供偏置电压，电流偏置电路保证流过各支路的电流成比例关系，设MOS管M1、M2两端的偏移电压为α，通过计算可得MOS电阻MN3两端的电压V_DSR：

$V_{DSR}=\mathrm{\α}+\left(\mathrm{\η}\ln K\frac{k_B}{e}\right)T$

其中，η是亚阈值斜率因子，k_B为波尔兹曼常数，e为电子的电量，T表示绝对温度，K由MOS管宽长比决定，令β与温度和工艺均无关。

本发明的电流源的输出电流的温度系数可以表示为：

$\begin{array}{c}TC\left(I\right)=TC\left(\mathrm{\μ}\right)+2TC\left(V_{DSR}\right)\\ =-\frac{1.5}{T}+\frac{2}{T+\frac{\mathrm{\α}}{\mathrm{\β}}}\end{array}$

显然，可以通过调整α的大小从而得到零温度系数的电流。

本发明的电流源的工艺偏差对输出电流的影响可以表示为：

dI(P)＝dμ(P)+dα(P)

其中，I(P)表示输出电流对工艺的函数关系，μ(P)表示载流子迁移率对工艺的函数关系，α(P)表示α对工艺的函数关系，d表示随工艺的变化量。

可见，可以通过调整α随工艺变化的趋势使之与载流子迁移率μ的趋势相反，从而补偿由于工艺偏差对输出电流的影响。

这里，偏移电压α可以通过偏移电压电路产生。

电流偏置电路，包括PMOS管MP1、MP2、MP3，MP1、MP2、MP3的栅极和MP2的漏极连接在一起作为电流偏置电路的第二输入输出端2，MP1、MP2、MP3的源极连接在一起作为电流偏置电路的第四端4+接至外部电源电压的正端VDD+，MP1、MP3的漏极分别作为电流偏置电路的第一输入输出端1、第三输入输出端3，电流偏置电路的第一输入输出端1、第二输入输出端2、第三输入输出端3分别与电流源核心电路的第一输入输出端1、第二输入输出端2、第三输入输出端3相连接。MP1、MP2、MP3构成电流镜结构，流过MP1、MP2、MP3各自的电流与其宽长比成比例关系。

这里的电流偏置电路可以是一个简单电流镜，电流镜可以是N型电流镜，也可以是P型电流镜，本领域的技术人员应清楚电流镜的电路结构和作用。

这里的电流偏置电路也可以是Cascode结构的电流镜或者带运放的电流镜。

图6是采用Cascode电流镜作偏置电流电路的本发明的基准电流源的结构示意图。

图7是采用带运放的电流镜作偏置电流电路的本发明的基准电流源的结构示意图。

这里的输出级单元可以是NMOS管构成的N型输出级，NMOS管的栅极与电流源核心电路的第四MOS管的栅极连接在一起，源极接至电源电压的负端，漏极连接外部电路，输出基准电流从NMOS管的漏极流向源极。

这里的输出级单元也可以是PMOS管构成的P型输出级，PMOS管的栅极与电流偏置电路中对应节点相连接，源极接至电源电压的正端，漏极接外部电路，输出基准电流从PMOS管的源极流向漏极。

偏移电压电路，可以是任何形式的采用晶体管、电阻、电容等CMOS集成电路器件制作的电路，偏移电压电路应具备两个输出端以分别与电流源核心电路连接，为使基准电流源具备温度补偿的特性，偏移电压电路的产生的偏移电压应是随温度保持基本恒定的；为使基准电流源具备工艺补偿的特性，偏移电压随工艺偏差的变化趋势还需与载流子迁移率相反。

图8是一种偏移电压电路的结构示意图：MOS管MP9、MP10、MP11、MP12的源极相连并接至电源电压的正端，栅极相连作为偏移电压电路的偏置电压输入端VBP；MN6、MP5的栅极与MN6、MP9的漏极连接在一起；MP5、MP6的源极相连并接至MP10的漏极；MP6、MP7、MN7的栅极和MN7、MP11的漏极连接在一起，MP7、MP8的源极相连并接至MP12的漏极；MN8、MN9的栅极与MN8、MP6的漏极连接在一起；MN6、MN7、MN8、MN9的源极和MP5、MP7的漏极连接在一起并接至电源电压的负端。MP7的栅极作为第一相对电压的输出端VOUT1，MP8的栅极和漏极相连作为第二相对电压的输出端VOUT2。

需要说明的是：偏置电压输入端VBP可以通过外部提供，作为一种优选的方式，偏置电压输入端可以由电流偏置电路中MP3的栅极电压提供，即偏移电压电路的偏置电压输入端接至电流偏置电路中MP3的栅极。

MN8、MN9、MP9、MP10、MP11、MP12工作在饱和区构成电流镜结构保证流过各自支路的电流与相应MOS管的宽长比成正比，MN6、MN7、MP5、MP6、MP7、MP8工作在亚阈值区，所产生的偏移电压

$\begin{array}{c}\mathrm{\α}=VOUT1-VOUT2\\ =V_{THP10}-V_{THP9}+V_{THP11}-V_{THP12}+V_{THP7}-V_{THP6}+\mathrm{\η}\frac{k_B}{e}\ln \left(\frac{K_{P9}{K}_{P12}{K}_{N6}}{K_{P10}{K}_{P11}{K}_{N7}}\right)T\end{array}$

其中，V_THP10、V_THP9、V_THP11、V_THP12、V_THN7、V_THN6代表MOS管MP10、MP9、MP11、MP12、MN7、MN6的阈值电压，K_P9、K_P12、K_N6、K_P10、K_P11、K_N7表示MOS管MP9、MP12、MN6、MN10、MP11、MN7的宽长比，η是亚阈值斜率因子，k_B为波尔兹曼常数，e为电子的电量，T表示绝对温度。

调整MOS管的宽长比，使K_P9K_P12K_N6＝K_P10K_P11K_N7，可以得到与温度无关的偏移电压：

α＝VOUT1-VOUT2

＝V_THP10-V_THP9+V_THP11-V_THP12+V_THN7-V_THN6

MOS管的阈值电压与管子的类型和管子和宽长比有关，调整管子的类型和宽长比可得到随工艺偏差变化趋势与载流子迁移率相反的偏移电压α。

图9给出了另一种偏移电压电路的结构示意图：MOS管MP13、MP14的源极相连并接至电源电压的正端，MP13、MP14的栅极相连并接至MP13的漏极，MN10、MN11的漏极分别与MP13、MP14的漏极相连，MN10、MN11的源极相连并接至MN12的漏极，MP12的栅极VBN作为偏移电压电路的偏置电压输入端；MN10的栅极作为第一相对电压的输出端VOUT1，MN11的栅极与其漏极相连作为第二相对电压的输出端VOUT2。

需要说明的是：偏置电压输入端VBN可以通过外部电压提供，作为一种优选的方式，偏置电压输入端可以由电流源核心电路中MN3的栅极电压提供，即偏移电压电路的偏置电压输入端接至电流源核心电路中MN3的栅极。

MN10和MN11工作在亚阈值区，流过MN10和MN11的电流相同，则MN10和MN11的栅源电压之差，即偏移电压：

$\begin{array}{c}\mathrm{\α}=VOUT1-VOUT2\\ =V_{GS10}-V_{GS11}\\ =\left(\mathrm{\η}\frac{k_B}{e}\ln \frac{K_{11}}{K_{10}}\right)T+V_{TH10}-T_{TH11}\end{array}$

K10和K11分别是MN10和MN11的宽长比，V_TH10、V_TH11分别是MN10和MN11的阈值电压，MOS管MN10和MN11是不同类型的管子，其阈值电压的值和温度系数都是不相同的，通过选择MN10和MN11的管子类型，并调节MN10和MN11的宽长比，可以产生所需要的偏移电压α。

图10偏移电压电路输出的偏移电压的示意图。偏移电压基本随对温度的变化不敏感，而且随工艺偏差变化的趋势与由载流子迁移率变化趋势相反。图11是本发明的基准电流源的输出电流示意图。图10、图11中的实线、虚线表示的含义与图2相同，不再赘述。

通过图10、图11可以看到由于在电流源核心电路中MN1和MN2的栅极之间存在一个随温度变化不敏感、而工艺变化趋势与载流子迁移率趋势相反的偏移电压，改变了MOS电阻两端电压的温度系数和工艺特性，从而实现了温度补偿和工艺补偿的目的，输出电流随温度和工艺偏差的变化均很小。

综上，本发明的低功耗温度和工艺补偿的高稳定度基准电流源将电流源核心电路的第一MOS管和第二MOS管的栅极之间接入一个偏移电压，改变了MOS电阻两端电压的温度系数和工艺特性，从而实现温度和工艺补偿。由于采用亚阈值电路技术，该基准源还具有低功耗的特点。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基准电流源，包括：电流源核心电路、电流偏置电路、偏移电压电路和输出级单元，其中，电流源核心电路的第一输入输出端、第二输入输出端、第三输入输出端分别接至电流偏置电路的第一输入输出端、第二输入输出端、第三输入输出端，电流源核心电路的第四端接至外部的电源电压的第一端，电流偏置电路的第四端接至外部电源电压的第二端；输出级与电流偏置电路或者电流源核心电路相连接，导出输出电流；其特征在于，所述电流源核心电路的第五端和第六端分别接至外部的第一相对电压和第二相对电压，所述第一相对电压和第二相对电压的差值作为偏移电压，所述偏移电压随着温度变化基本保持恒定，并且该偏移电压随工艺变化的趋势与载流子迁移率相反。

2.根据权利要求1所述的基准电流源，其特征在于，所述电流源核心电路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管，其中，第一MOS管、第二MOS管、第四MOS管的第一导通极分别作为电流源核心电路的第一输入输出端、第二输入输出端、第三输入输出端，第一MOS管、第三MOS管、第四MOS管的第二导通极连接在一起作为电流源核心电路的第四端，第四MOS管的控制极和第一导通极连接在一起并与第三MOS管的控制极相连接，第三MOS管的第一导通极与第二MOS管的第二导通极连接在一起，第一MOS管、第二MOS管的控制极分别作为电流源核心电路的第五端和第六端。

3.根据权利要求1或2所述的基准电流源，其特征在于，所述的第一相对电压和第二相对电压具体通过偏移电压电路提供。

4.根据权利要求3所述的基准电流源，其特征在于，所述偏移电压电路包括12个MOS管，具体为第五MOS管至第十六MOS管，其中，第五、第六、第七、第八MOS管构成电流镜结构，所述第五、第六、第七、第八MOS管的第一导通极连接在一起并接至外部电源电压的第一端，所述第五、第六、第七、第八MOS管的控制极连接在一起作为偏移电压电路的偏置电压输入端；第九MOS管的第一导通极和控制极相连并与第十MOS管的控制极连接在一起最终接至第五MOS管的第二导通极；第十、第十一MOS管的第一导通极相连并接至第六MOS管的第二导通极；第十二MOS管的第一导通极与控制极相连并与第十一、十三MOS管的控制极连接在一起最终接至第七MOS管的第二导通极；第十三、第十四MOS管的第一导通极相连并接至第八MOS管的第二导通极；第十五、十六MOS管的控制极相连并与第十五MOS管的第一导通极连接在一起最终接至第十一MOS管的第二导通极；第十六MOS管的第一导通极接至第十四MOS管的第二导通极；第九、第十、第十二、第十三、第十五、第十六MOS的第二导通极连接在一起并接至外部电压的第二端；第十三MOS管的控制极作为第一相对电压的输出端，第十四MOS管的控制极与第二导通极相连作为第二相对电压的输出端。

5.根据权利要求3所述的基准电流源，其特征在于，所述偏移电压电路包括5个MOS管，具体为第十七MOS管、第十八MOS管、第十九MOS管、第二十MOS管、第二十一MOS管，其中，第十七、第十八MOS管的第一导通极相连并接至外部电源电压的第一端，第十七、第十八MOS管的控制极相连并接至第十七MOS管的第二导通极；第十九MOS管的第一导通极与第十七的第二导通极相连，第二十MOS管的第一导通极与第十八MOS管的第二导通极相连，第十九、第二十MOS管的第二导通极相连并接至第二十一MOS管的第一导通极；第二十一MOS管的控制极作为偏移电压电路的偏置电压输入端，第二导通极接至外部电源电压的第二端；第十九MOS管的控制极作为第一相对电压的输出端，第二十MOS管的控制极与第一导通极相连作为第二相对电压的输出端。

6.根据权利要求4所述的基准电流源，其特征在于，所述的电流偏置电路，包括PMOS管MP1、MP2、MP3，其中，MP1、MP2、MP3的栅极和MP2的漏极连接在一起作为电流偏置电路的第二输入输出端，MP1、MP2、MP3的源极连接在一起作为电流偏置电路的第四端接至外部电源电压的第一端，MP1、MP3的漏极分别作为电流偏置电路的第一输入输出端、第三输入输出端。

7.根据权利要求5所述的基准电流源，其特征在于，所述的偏移电压电路的偏置电压输入端接至电流源核心电路中第三MOS管的栅极。

8.根据权利要求6所述的基准电流源，其特征在于，所述的偏移电压电路的偏置电压输入端接至电流偏置电路中MP3的栅极。