CN109426297B - 具有工艺变化补偿的基准电流产生电路 - Google Patents

具有工艺变化补偿的基准电流产生电路 Download PDF

Info

Publication number
CN109426297B
CN109426297B CN201810993986.5A CN201810993986A CN109426297B CN 109426297 B CN109426297 B CN 109426297B CN 201810993986 A CN201810993986 A CN 201810993986A CN 109426297 B CN109426297 B CN 109426297B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
voltage
compensation
circuit
internal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810993986.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109426297A (zh
Inventor
赵炳学
金正勋
崔圭珍
河宗钰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electro Mechanics Co Ltd filed Critical Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Publication of CN109426297A publication Critical patent/CN109426297A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109426297B publication Critical patent/CN109426297B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/30—Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26—Current mirrors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本发明提供一种具有工艺变化补偿的基准电流产生电路，所述基准电流产生电路包括：电流源电路，被构造为基于内部电阻器产生基准电流；及补偿电路，被构造为包括第一补偿电路，所述第一补偿电路包括第一补偿电阻器和第二补偿电阻器，所述第一补偿电阻器和所述第二补偿电阻器被构造为将所述基准电流转换为第一输出电流并且补偿所述电流源电路的工艺变化。

Description

具有工艺变化补偿的基准电流产生电路
本申请要求于2017年9月1日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0112016号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用包含于此。
技术领域
下面的描述涉及一种具有工艺变化补偿的基准电流产生电路。
背景技术
通常，模拟射频(RF)电路利用基准电压和基准电流来在稳定的条件下操作。这样的基准电压和基准电流受到源电压、温度和工艺变化的影响。
具体来说，互补金属氧化物半导体(CMOS)基电流源电路适当地使基准电流镜像并包括基准电流源。当使用带隙基准(BGR)时，可产生就温度和源电压而言非常稳定的基准电压和基准电流。
典型地，产生基准电流的电路可在考虑工艺、电压和温度(PVT)变化的情况下设计。其示例包括具有与绝对温度(PTAT)成比例特性的电流源、具有独立于温度变化的特性的电流源等。
通常，具有最低变化量的电流源对于PVT项中的源电压(V)和工艺变化(P)是理想的。对于温度(T)，可根据提供有基准电流的模拟电路或RF电路所需的特性而使用PTAT电流源或独立于温度特性的电流源。
产生基准电流源的带隙基准可用于满足温度特性，可使用提供相对于源电压的变化更稳定的源电压的低压差(LDO)稳压器。然而，即使在使用变化量小的电流源的情况下，当电流源包括引起工艺变化的电阻器时，仍存在由于工艺变化而导致在减小分布方面存在限制的问题。结果是，会减小产量。
发明内容
提供本发明内容以通过简化形式介绍将在下面的具体实施方式中进一步讨论的选择的构思。本发明内容既不意在确定所要求保护主题的关键特征，本发明内容也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种基准电流产生电路包括：电流源电路，被构造为基于内部电阻器产生基准电流；及补偿电路，被构造为包括第一补偿电路，所述第一补偿电路包括第一补偿电阻器和第二补偿电阻器，所述第一补偿电阻器和所述第二补偿电阻器被构造为将所述基准电流转换为第一输出电流并且补偿所述电流源电路的工艺变化。
所述第一补偿电阻器可具有与所述第二补偿电阻器的电阻值不同的电阻值。
所述第一补偿电阻器的电阻值与所述第二补偿电阻器的电阻值的差值可以等于所述工艺变化。
可基于所述第一补偿电阻器的电阻值和所述第二补偿电阻器的电阻值的比将所述基准电流转换为所述第一输出电流。
所述电流源电路可包括：带隙基准电路，被构造为产生基准电压并将所产生的基准电压提供到所述内部电阻器的一端；电压至电流(V/I)转换电路，被构造为包括连接到所述带隙基准电路的输出端子和地的所述内部电阻器，以将所述基准电压转换为内部电流；及电流镜电路，被构造为对从所述V/I转换电路输入的所述内部电流执行电流镜像，以产生所述基准电流。
所述第一补偿电路可包括：第一电流至电压(I/V)转换电路，被构造为包括连接在所述电流源电路的输出端子与地之间的所述第一补偿电阻器，以将所述基准电流转换为第一内部电压；第一缓冲器，被构造为将所述第一内部电压输出为第一输出电压；第一电压至电流(V/I)转换电路，被构造为包括连接在所述第一缓冲器的输出端子与所述地之间的所述第二补偿电阻器，以将所述第一输出电压转换为第一内部电流；及第一电流镜，被构造为对所述第一V/I转换电路的所述第一内部电流执行电流镜像，以产生所述第一输出电流。
根据另一方面，一种基准电流产生电路包括：电流源电路，被构造为基于内部电阻器产生基准电流；及补偿电路，被构造为包括串联连接在所述电流源电路与输出端子之间的第一补偿电路至第n补偿电路，并且通过所述第一补偿电路至所述第n补偿电路补偿所述电流源电路的工艺变化，其中，所述第一补偿电路包括第一补偿电阻器和第二补偿电阻器，所述第一补偿电阻器和所述第二补偿电阻器被构造为将所述基准电流转换为第一输出电流，并且所述第n补偿电路包括第n补偿电阻器和第n+1补偿电阻器，以将输入电流转换为第n输出电流。
所述第一补偿电阻器可具有与所述第二补偿电阻器的电阻值不同的电阻值。
所述第一补偿电阻器的电阻值与所述第二补偿电阻器的电阻值的差值可以等于所述工艺变化。
可基于所述第一补偿电阻器的电阻值和所述第二补偿电阻器的电阻值的比将所述基准电流转换为所述第一输出电流。
所述电流源电路可包括：带隙基准电路，被构造为产生基准电压并将所产生的基准电压提供到所述内部电阻器的一端；V/I转换电路，被构造为包括连接到所述带隙基准电路的输出端子和地的所述内部电阻器，以将所述基准电压转换为内部电流；及电流镜电路，被构造为对从所述V/I转换电路输入的所述内部电流执行电流镜像，以产生所述基准电流。
所述第一补偿电路可包括：第一电流至电压(I/V)转换电路，被构造为包括连接在所述电流源电路的输出端子与地之间的所述第一补偿电阻器，以将所述基准电流转换为第一内部电压；第一缓冲器，被构造为将所述第一内部电压输出为第一输出电压；第一电压至电流(V/I)转换电路，被构造为包括连接在所述第一缓冲器的输出端子与所述地之间的所述第二补偿电阻器，以将所述第一输出电压转换为第一内部电流；及第一电流镜，被构造为对所述第一V/I转换电路的所述第一内部电流执行电流镜像，以产生所述第一输出电流。
所述第n补偿电路可包括：第n I/V转换电路，被构造为包括连接在所述第n补偿电路的输入端子与地之间的所述第n补偿电阻器，以将所述输入电流转换为第n内部电压；第n缓冲器，被构造为将所述第n内部电压输出为第n输出电压；第n V/I转换电路，被构造为包括连接在所述第n缓冲器的输出端子与所述地之间的所述第n+1补偿电阻器，以将所述第n输出电压转换为第n内部电流；及第n电流镜，被构造为对所述第n V/I转换电路的所述第n内部电流执行电流镜像，以产生所述第n输出电流。
根据另一方面，一种基准电流产生电路包括：电流源电路，被构造为产生基准电流；及一个或更多个补偿电路，所述一个或更多个补偿电路中的每个包括第一电阻值的第一补偿电阻器和第二电阻值的第二补偿电阻器，所述第一补偿电阻器和所述第二补偿电阻器被构造为基于所述第一电阻值和所述第二电阻值的比将所述基准电流转换为第一输出电流。
所述第一补偿电阻器的所述第一电阻值可与所述第二补偿电阻器的所述第二电阻值不同。
所述电流源电路可包括：带隙基准电路，被构造为产生基准电压；电压至电流(V/I)转换电路，被构造为将所述基准电压转换为内部电流。
所述电流源电路还可包括：电流镜电路，被构造为对所述内部电流执行电流镜像，以产生所述基准电流。
所述第一电阻值与所述第二电阻值的差值可以等于所述电流源电路的工艺变化。
所述一个或更多个补偿电路可包括：第一电流至电压(I/V)转换电路，被构造为包括连接在所述电流源电路的输出端子与地之间的所述第一补偿电阻器，以将所述基准电流转换为第一内部电压；第一缓冲器，被构造为将所述第一内部电压输出为第一输出电压；第一电压至电流(V/I)转换电路，被构造为包括连接在所述第一缓冲器的输出端子与所述地之间的所述第二补偿电阻器，以将所述第一输出电压转换为第一内部电流；及第一电流镜，被构造为对所述第一V/I转换电路的所述第一内部电流执行电流镜像，以产生所述第一输出电流。
附图说明
图1是示出本公开的基准电流产生电路的示例的框图；
图2是示出本公开的基准电流产生电路的示例的框图；
图3是示出基准电流产生电路的示例的详细框图；
图4是示出基准电流产生电路的示例的详细框图；
图5是示出基准电流产生电路的示例的详细框图；
图6是示出基准电流产生电路的示例的详细框图；
图7是示出本公开的第一补偿电阻器和第二补偿电阻器的掺杂浓度-表面电阻特性的曲线图；及
图8是示出图3的基准电流产生电路的工艺变化仿真结果的曲线图。
在所有的附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按比例绘制，为了清楚、说明和方便起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种变换、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域已知的特征的描述。
这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不被解释为局限于这里所描述的示例。更确切的说，提供这里所描述的示例仅为了示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实施这里所描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可以直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于两者之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于两者之间的其他元件。
如这里使用的术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个和任意两个或更多个的任意组合。
尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语限制。更确切的说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在这里描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了容易描述，这里可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”以及“下面”的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件相对于另一元件的关系。这样的空间相对术语意在除了包含附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“上方”或“上面”的元件随后将相对于另一元件位于“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包括“上方”和“下方”两种方位。装置还可按照其他方式(例如，旋转90度或处于其他方位)定位，并将对这里使用的空间相对术语做出相应的解释。
这里使用的术语仅是为了描述各种示例，而并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，会发生附图中所示的形状的变型。因此，这里所述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状上的变化。
图1是示出根据本公开的基准电流产生电路的示例的框图。
参照图1，根据本公开的基准电流产生电路可包括例如电流源电路100和补偿电路200。
电流源电路100可基于内部电阻器RS和基准电压Vref产生基准电流ISo。作为示例，电流源电路100可利用诸如带隙基准的基准电压Vref和内部电阻器RS产生基准电流ISo(ISo＝Vref/RS)。
电流源电路100可利用内部电阻器RS来产生基准电流ISo，内部电阻器可具有工艺变化。因此，由于可能会由诸如工艺变化等的变化引起操作不稳定，因此需要补偿由于内部电阻器RS导致的工艺变化。
补偿电路200可包括第一补偿电路200-1。第一补偿电路200-1可包括第一补偿电阻器R11和第二补偿电阻器R12，以将来自电流源电路100的基准电流ISo转换为第一输出电流I1o并通过输出端子OUT将其输出，并且可通过上述操作补偿电流源电路100的工艺变化。
作为示例，第一补偿电路200-1可利用第一补偿电阻器R11和第二补偿电阻器R12的电阻值比(R11/R12)将基准电流ISo转换为第一输出电流I1o，以补偿电流源电路100的工艺变化。
例如，第一补偿电阻器R11可具有与第二补偿电阻器R12不同的电阻值，使得电阻值比(R11/R12)不为1。例如，第一补偿电阻器R11可由于工艺变化而具有与第二补偿电阻器R12不同的电阻值。
图2是示出本公开的基准电流产生电路的示例的框图。
参照图2，本公开的基准电流产生电路可包括例如电流源电路100和补偿电路200。
电流源电路100可利用内部电阻器RS和基准电压Vref产生基准电流ISo。作为示例，电流源电路100可利用诸如带隙基准的基准电压Vref和内部电阻器RS产生基准电流ISo(ISo＝Vref/RS)。
补偿电路200可包括串联连接在电流源电路100与输出端子OUT之间的第一补偿电路200-1至第n补偿电路200-n。
第一补偿电路200-1可包括第一补偿电阻器R11和第二补偿电阻器R12，以将输入基准电流ISo转换为第一输出电流I1o。第n补偿电路200-n可包括第一补偿电阻器Rn1和第二补偿电阻器Rn2，以将输入电流I(n-1)o转换为第n输出电流Ino。在这种情况下，电流I(n-1)o可以是从连接到第n补偿电路200-n的输入端子的第n-1补偿电路200-n-1(未示出)输出的电流。
通过如上所述的操作，第一补偿电路200-1至第n补偿电路200-n可补偿电流源电路100的工艺变化。
作为示例，第一补偿电路200-1可利用第一补偿电阻器R11和第二补偿电阻器R12的电阻值比(R11/R12)将基准电流ISo转换为第一输出电流I1o。
例如，第一补偿电阻器R11可具有与第二补偿电阻器R12不同的电阻值，使得电阻值比(R11/R12)不为1。例如，第一补偿电阻器R11的电阻值可以与第二补偿电阻器R12的电阻值相差与工艺变化相等的量。
作为示例，第n补偿电路200-n可基于第一补偿电阻器Rn1和第二补偿电阻器Rn2的电阻值比(Rn1/Rn2)而将输入的基准电流I(n-1)o转换为第n输出电流Ino。
例如，第一补偿电阻器Rn1可具有与第二补偿电阻器Rn2不同的电阻值，使得电阻值比(Rn1/Rn2)不为1。例如，第一补偿电阻器Rn1的电阻值可以第二补偿电阻器Rn2的电阻值相差与工艺变化相等的量。然而，这仅是示例，第一补偿电阻器和第二补偿电阻器的电阻值可改变为不同的值。
在本公开的各个附图中，可省略对于具有相同标号和相同的功能的组件的不必要的重复描述，并且将仅描述各个附图的不同之处。
图3和图4是示出基准电流产生电路的示例的详细框图。为了说明的目的，将参照图1的基准电流产生电路讨论基准电流产生电路。注意的是，示例不限于此。
参照图3，电流源电路100可包括带隙基准电路110、电压至电流(V/I)转换电路120和电流镜电路130。
带隙基准电路110可产生待提供到V/I转换电路120的一个端子的基准电压Vref。
V/I转换电路120可包括连接到带隙基准电路110的输出端子和地的内部电阻器RS。V/I转换电路120可基于内部电阻器RS将基准电压Vref转换为内部电流IS。
电流镜电路130可对由V/I转换电路120产生的内部电流执行电流镜像，以产生基准电流ISo。
参照图3和图4，第一补偿电路200-1可包括第一I/V转换电路IV1、第一缓冲器BF1、第一V/I转换电路VI1以及第一电流镜CM1。
第一I/V转换电路IV1可包括连接在电流源电路100的输出端子与地之间的第一补偿电阻器R11，以利用第一补偿电阻器R11将输入自电流源电路100的基准电流ISo转换为第一内部电压V11。
第一缓冲器BF1可输出第一内部电压V11作为第一输出电压V12。作为示例，当第一缓冲器BF1的放大因数为“1”时，第一内部电压V11的大小可等于第一输出电压V12的大小。
第一V/I转换电路VI1可包括连接在第一缓冲器BF1的输出端子与地之间的第二补偿电阻器R12，以将第一输出电压V12转换为第一内部电流I1。
此外，第一电流镜CM1可对第一V/I转换电路VI1的第一内部电流I1执行电流镜像，以产生第一输出电流I1o。
此外，在电流源电路100和补偿电路200中，如下面的式1，可基于基准电压Vref、内部电阻器RS、第一补偿电阻器R11和第二补偿电阻器R12产生第一输出电流I1o。
[式1]
I1o＝Vref×(1/RS)×(R11)/(R12)
参照式1，在第一输出电流I1o仅通过内部电阻器RS确定的情况下，第一输出电流I1o可能会很大程度地受到内部电阻器RS的工艺变化的影响。
然而，在第一输出电流I1o通过第一补偿电阻器R11和第二补偿电阻器R12以及内部电阻器RS确定的情况下，可以看出，第一输出电流I1o可通过第一补偿电阻器R11和第二补偿电阻器R12而较小地受到内部电阻器RS的工艺变化的影响。
图5和图6是示出基准电流产生电路的示例的详细框图。为了说明的目的，将参照图2的基准电流产生电路讨论基准电流产生电路。注意的是，示例不限于此。参照图5，电流源电路100可包括带隙基准电路110、V/I转换电路120和电流镜电路130。
带隙基准电路110可产生待提供到V/I转换电路120的一个端子的基准电压Vref。
V/I转换电路120可包括连接到带隙基准电路110的输出端子和地的内部电阻器RS，以基于内部电阻器RS将基准电压Vref转换为内部电流IS。
电流镜电路130可对由V/I转换电路120产生的内部电流IS执行电流镜像，以产生基准电流ISo。
参照图5和图6，第一补偿电路200-1可包括第一I/V转换电路IV1、第一缓冲器BF1、第一V/I转换电路VI1以及第一电流镜CM1。
第一I/V转换电路IV1可包括连接在电流源电路100的输出端子与地之间的第一补偿电阻器R11，以利用第一补偿电阻器R11将基准电流ISo转换为第一内部电压V11。
第一缓冲器BF1可输出第一内部电压V11作为第一输出电压V12。
第一V/I转换电路VI1可包括连接在第一缓冲器BF1的输出端子与地之间的第二补偿电阻器R12，以基于第二补偿电阻器R12将第一输出电压V12转换为第一内部电流I1。
此外，第一电流镜CM1可对第一V/I转换电路VI1的第一内部电流I1执行电流镜像，以产生第一输出电流I1o。
第n补偿电路200-n可包括第n I/V转换电路IVn、第n缓冲器BFn、第n V/I转换电路VIn以及第n电流镜CMn。
第n I/V转换电路IVn可包括连接在第n补偿电路200-n的输入端子与地之间的第一补偿电阻器Rn1，以利用第一补偿电阻器Rn1将输入电流I(n-1)o转换为第n内部电压Vn1。
第n缓冲器BFn可输出第n内部电压Vn1作为第n输出电压Vn2。
第n V/I转换电路VIn可包括连接在第n缓冲器BFn的输出端子与地之间的第二补偿电阻器Rn2，以利用第二补偿电阻器Rn2将第n输出电压Vn2转换为第n内部电流In。
此外，第n电流镜CMn可对第n V/I转换电路VIn的第n内部电流In执行电流镜像，以产生第n输出电流Ino，这里，n为2或更大的自然数。
此外，在电流源电路100和补偿电路200中，如下面的式2，可通过利用基准电压Vref、内部电阻器RS、第一补偿电阻器R11至Rn1和第二补偿电阻器R12至Rn2产生第n输出电流Ino。
[式2]
I1o＝Vref×(1/RS)×(R11)/(R12)＝ISo×(R11)/(R12)
I2o＝Vref×(1/RS)×(R11)/(R12)×(R21)/(R22)＝I1o×(R21)/(R22)
Ino＝Vref×(1/RS)×(R11)/(R12)...(R(n-1)1)/(R(n-1)2)×(Rn1)/(Rn2)
＝I(n-1)o×(Rn1)/(Rn2)
参照式2，在第n输出电流Ino仅通过内部电阻器RS确定的情况下，第n输出电流Ino可能会很大程度地受到内部电阻器RS的工艺变化的影响。
然而，在第n输出电流Ino通过第一补偿电阻器R11至Rn1和第二补偿电阻器R12至Rn2以及内部电阻器RS确定的情况下，可以看出，第n输出电流Ino通过第一补偿电阻器R11至Rn1和第二补偿电阻器R12至Rn2而较小地受到内部电阻器RS的工艺变化的影响。
与上面式2中的电阻器相关的电阻式可如下面的式3所表示的。
[式3]
(1/RS)×(R11)/(R12)…(R(n-1)1)/(R(n-1)2)×(Rn1)/(Rn2)＝K
在式2和式3中，如果即使R随工艺变化而改变，K也保持恒定值，那么电流源电路的工艺变化可保持为与R无关的常量。将更详细地描述K。在制造工艺中使用至少两种电阻器的情况下，假设两种电阻器分别为Ra和Rb，工艺变化分别为A和B，补偿电路的n个端子如式3中那样彼此连接，K的分子的电阻器(Ra)的数量可为n，分母的电阻器(Rb和RS)的数量可为n+1。
不存在工艺变化的情况的电阻式可如下面的式4所表示的，存在工艺变化的情况的电阻式可如下面的式5中所表示的。
[式4]
Ko＝Ran/Rbn+1
[式5]
K1＝(1+A)n/(1+B)n+1×Ran/Rbn+1
这里，工艺变化A和B中的每个可在工艺选择过程中确定，参照式4和式5，为了使电流源电路无论工艺变化如何都保持恒定值，从而可建立下面的式6中所示的关系。
[式6]
(1+A)n/(1+B)n+1＝1
满足上面的式6的值“n”可如下面的式7中所表示的。
[式7]
n＝(log(1+B))/{(log(1+A))-(log(1+B))}
例如，如果A＝0.3且B＝0.15，则n＝1.14，使得n的整数可为1，并且n可以为3。这里，假设n是补偿电路的级数，由于n＝3意味着包括内部电阻器RS和两个电阻器(第一补偿电阻器和第二补偿电阻器)的所有三个电阻器，补偿电路200可以是包括第一补偿电路200-1的结构。在这种情况下，第一输出电流I1o可以如下面的式8来确定。
[式8]
I1o＝Vref×(1/RS)×(R11)/(R12)
此外，根据工艺变化的电流源电路的电流I1o′可如下面的式9所表示的。
[式9]
I1o′＝(1+A)/(1+B)2×I1o
＝(1.3)/(1.15×1.15)×I1o
＝0.983×I1o
参照上面的式9，在使用具有工艺变化B为0.15的内部电阻器的情况下，典型的工艺变化为15％，而根据本公开的示例的工艺变化为1.7％。结果是，可以看出，工艺变化可从15％改善为1.7％。
图7是示出根据本公开的第一补偿电阻器和第二补偿电阻器的掺杂浓度-表面电阻特性的曲线的示例。
在图7中，纵轴表示表面电阻(Ω/m2)，横轴表示掺杂浓度(数量/m2)，曲线G11表示高电阻(高-R)多晶硅(poly)电阻器的掺杂浓度-表面电阻特性曲线，曲线G12表示poly R电阻器的掺杂浓度-表面电阻特性曲线。
作为示例，第一补偿电阻器R11至Rn1可以是高-R poly电阻器，第二补偿电阻器R12至Rn2可以是poly R电阻器，反之亦然。
作为示例，高-R poly电阻器和poly R电阻器的工艺变化可在相同方向上改变，并且可具有约2倍的变化。由于高-R poly电阻器和poly R电阻器可以是相同的poly电阻器，因此其工艺变化可以是相同方向，并且工艺变化可以为近似两倍。
参照图7的G11和G12，可以看出，高-R poly电阻器和poly R电阻器的表面电阻根据掺杂浓度而改变，当两个电阻器的掺杂浓度由于工艺变化而改变时，表面电阻在相同方向上改变相同的程度。
如上所述，在高-R poly电阻器和poly R电阻器用作第一补偿电阻器R11至Rn1和第二补偿电阻器R12至Rn2的情况下，高-R poly电阻器和poly R电阻器可根据工艺变化而具有不同的表面电阻。
图8是示出图3的基准电流产生电路的工艺变化仿真结果的曲线的示例。
在图8中，纵轴表示电流(μA)，横轴表示工艺情况彼此不同的工艺状态，PV1表示典型的电流源电路的工艺变化，PV2表示根据本公开的示例的电流源电路的工艺变化。
参照图8中所示的PV1和PV2，由于典型的电流源电路具有30.5％的工艺变化，而根据本公开的电流源电路具有5.6％的工艺变化，因此可以看出，与典型的电流源电路相比，工艺变化的影响得到改善。
如上所述，根据本公开，当输出电流通过第一补偿电阻器和第二补偿电阻器以及内部电阻器来确定时，输出电流可通过第一补偿电阻器和第二补偿电阻器而较小地受到内部电阻器的工艺变化的影响。
作为结果，电流源电路可对工艺变化不敏感，并且可执行更精确的操作。
虽然本公开包括特定的示例，但是理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式和细节上的各种改变。这里所描述的示例将仅被视为描述性意义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或者电路中的组件和/或由其他组件或者它们的等同物进行替换或者补充描述的系统、架构、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，在权利要求及其等同物的范围内的所有变型将被解释为包含于本公开中。

Claims (16)

1.一种基准电流产生电路，包括：
电流源电路，被构造为基于内部电阻器产生基准电流；及
补偿电路，被构造为包括第一补偿电路，所述第一补偿电路包括第一补偿电阻器和第二补偿电阻器，所述第一补偿电阻器和所述第二补偿电阻器被构造为将所述基准电流转换为第一输出电流并且补偿所述电流源电路的工艺变化，
其中，所述第一补偿电路包括：
第一电流至电压转换电路，被构造为包括连接在所述电流源电路的输出端子与地之间的所述第一补偿电阻器，以将所述基准电流转换为第一内部电压；
第一缓冲器，被构造为将所述第一内部电压输出为第一输出电压；
第一电压至电流转换电路，被构造为包括连接在所述第一缓冲器的输出端子与所述地之间的所述第二补偿电阻器，以将所述第一输出电压转换为第一内部电流；及
第一电流镜，被构造为对所述第一电压至电流转换电路的所述第一内部电流执行电流镜像，以产生所述第一输出电流。
2.根据权利要求1所述的基准电流产生电路，其中，所述第一补偿电阻器具有与所述第二补偿电阻器的电阻值不同的电阻值。
3.根据权利要求1所述的基准电流产生电路，其中，所述第一补偿电阻器的电阻值与所述第二补偿电阻器的电阻值的差值等于所述工艺变化。
4.根据权利要求1所述的基准电流产生电路，其中，基于所述第一补偿电阻器的第一电阻值和所述第二补偿电阻器的第二电阻值的比，将所述基准电流转换为所述第一输出电流。
5.根据权利要求1所述的基准电流产生电路，其中，所述电流源电路包括：
带隙基准电路，被构造为产生基准电压并将所产生的基准电压提供到所述内部电阻器的一端；
电压至电流转换电路，被构造为包括连接到所述带隙基准电路的输出端子和地的所述内部电阻器，以将所述基准电压转换为内部电流；及
电流镜电路，被构造为对从所述电压至电流转换电路输入的所述内部电流执行电流镜像，以产生所述基准电流。
6.一种基准电流产生电路，包括：
电流源电路，被构造为基于内部电阻器产生基准电流；及
补偿电路，被构造为包括串联连接在所述电流源电路与输出端子之间的第一补偿电路至第n补偿电路，并且通过所述第一补偿电路至所述第n补偿电路补偿所述电流源电路的工艺变化，
其中，所述第一补偿电路包括第一补偿电阻器和第二补偿电阻器，所述第一补偿电阻器和所述第二补偿电阻器被构造为将所述基准电流转换为第一输出电流，并且
所述第n补偿电路包括第n补偿电阻器和第n+1补偿电阻器，以将输入电流转换为第n输出电流，
其中，所述第一补偿电路包括：
第一电流至电压转换电路，被构造为包括连接在所述电流源电路的输出端子与地之间的所述第一补偿电阻器，以将所述基准电流转换为第一内部电压；
第一缓冲器，被构造为将所述第一内部电压输出为第一输出电压；
第一电压至电流转换电路，被构造为包括连接在所述第一缓冲器的输出端子与所述地之间的所述第二补偿电阻器，以将所述第一输出电压转换为第一内部电流；及
第一电流镜，被构造为对所述第一电压至电流转换电路的所述第一内部电流执行电流镜像，以产生所述第一输出电流。
7.根据权利要求6所述的基准电流产生电路，其中，所述第一补偿电阻器具有与所述第二补偿电阻器的电阻值不同的电阻值。
8.根据权利要求6所述的基准电流产生电路，其中，所述第一补偿电阻器的电阻值与所述第二补偿电阻器的电阻值的差值等于所述工艺变化。
9.根据权利要求6所述的基准电流产生电路，其中，基于所述第一补偿电阻器的电阻值和所述第二补偿电阻器的电阻值的比，将所述基准电流转换为所述第一输出电流。
10.根据权利要求6所述的基准电流产生电路，其中，所述电流源电路包括：
带隙基准电路，被构造为产生基准电压并将所产生的基准电压提供到所述内部电阻器的一端；
电压至电流转换电路，被构造为包括连接到所述带隙基准电路的输出端子和地的所述内部电阻器，以将所述基准电压转换为内部电流；及
电流镜电路，被构造为对从所述电压至电流转换电路输入的所述内部电流执行电流镜像，以产生所述基准电流。
11.根据权利要求6所述的基准电流产生电路，其中，所述第n补偿电路包括：
第n电流至电压转换电路，被构造为包括连接在所述第n补偿电路的输入端子与地之间的所述第n补偿电阻器，以将所述输入电流转换为第n内部电压；
第n缓冲器，被构造为将所述第n内部电压输出为第n输出电压；
第n电压至电流转换电路，被构造为包括连接在所述第n缓冲器的输出端子与所述地之间的所述第n+1补偿电阻器，以将所述第n输出电压转换为第n内部电流；及
第n电流镜，被构造为对所述第n电压至电流转换电路的所述第n内部电流执行电流镜像，以产生所述第n输出电流。
12.一种基准电流产生电路，包括：
电流源电路，被构造为产生基准电流；及
一个或更多个补偿电路，所述一个或更多个补偿电路中的每个包括第一电阻值的第一补偿电阻器和第二电阻值的第二补偿电阻器，所述第一补偿电阻器和所述第二补偿电阻器被构造为基于所述第一电阻值和所述第二电阻值的比将所述基准电流转换为第一输出电流，
其中，所述一个或更多个补偿电路包括：
第一电流至电压转换电路，被构造为包括连接在所述电流源电路的输出端子与地之间的所述第一补偿电阻器，以将所述基准电流转换为第一内部电压；
第一缓冲器，被构造为将所述第一内部电压输出为第一输出电压；
第一电压至电流转换电路，被构造为包括连接在所述第一缓冲器的输出端子与所述地之间的所述第二补偿电阻器，以将所述第一输出电压转换为第一内部电流；及
第一电流镜，被构造为对所述第一电压至电流转换电路的所述第一内部电流执行电流镜像，以产生所述第一输出电流。
13.根据权利要求12所述的基准电流产生电路，其中，所述第一补偿电阻器的所述第一电阻值与所述第二补偿电阻器的所述第二电阻值不同。
14.根据权利要求12所述的基准电流产生电路，其中，所述电流源电路包括：带隙基准电路，被构造为产生基准电压；电压至电流转换电路，被构造为将所述基准电压转换为内部电流。
15.根据权利要求14所述的基准电流产生电路，所述电流源电路还包括：电流镜电路，被构造为对所述内部电流执行电流镜像，以产生所述基准电流。
16.根据权利要求12所述的基准电流产生电路，其中，所述第一电阻值与所述第二电阻值的差值等于所述电流源电路的工艺变化。
CN201810993986.5A 2017-09-01 2018-08-29 具有工艺变化补偿的基准电流产生电路 Active CN109426297B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170112016A KR20190025406A (ko) 2017-09-01 2017-09-01 공정편차 보상기능을 갖는 기준 전류 생성회로
KR10-2017-0112016 2017-09-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109426297A CN109426297A (zh) 2019-03-05
CN109426297B true CN109426297B (zh) 2020-12-04

Family

ID=65514731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810993986.5A Active CN109426297B (zh) 2017-09-01 2018-08-29 具有工艺变化补偿的基准电流产生电路

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10429876B2 (zh)
KR (2) KR20190025406A (zh)
CN (1) CN109426297B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111596115B (zh) * 2019-02-01 2022-09-13 群光电能科技股份有限公司 电阻补偿测量输出电流的方法及其转换电路

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6911861B2 (en) * 2003-08-07 2005-06-28 Texas Instruments Incorporated Current biasing circuit with temperature compensation and related methods of compensating output current
US20100259315A1 (en) 2009-04-08 2010-10-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Circuit and Methods for Temperature Insensitive Current Reference
CN102063139B (zh) * 2009-11-12 2013-07-17 登丰微电子股份有限公司 温度系数调整电路及温度补偿电路
TWI452459B (zh) * 2011-07-07 2014-09-11 Novatek Microelectronics Corp 溫度係數電流觸發產生器及溫度係數電流觸發產生模組
US20170023967A1 (en) * 2015-07-08 2017-01-26 Anaprime Llc Voltage reference compensation

Also Published As

Publication number Publication date
US10429876B2 (en) 2019-10-01
KR20220104132A (ko) 2022-07-26
CN109426297A (zh) 2019-03-05
KR102444300B1 (ko) 2022-09-15
US20190072993A1 (en) 2019-03-07
KR20190025406A (ko) 2019-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7230473B2 (en) Precise and process-invariant bandgap reference circuit and method
US8536844B1 (en) Self-calibrating, stable LDO regulator
CN108693913A (zh) 温度系数可调节的电流产生电路
US10671109B2 (en) Scalable low output impedance bandgap reference with current drive capability and high-order temperature curvature compensation
US20060197581A1 (en) Temperature detecting circuit
US8513938B2 (en) Reference voltage circuit and semiconductor integrated circuit
DE102015017299B3 (de) Verfahren zum Kalibrieren einer Bias-Schaltung
CN111221376B (zh) 提供可调恒定电流的电流电路
US8933684B2 (en) Voltage generator and bandgap reference circuit
US20160336932A1 (en) Voltage comparator circuit and method
US7218167B2 (en) Electric reference voltage generating device of improved accuracy and corresponding electronic integrated circuit
CN109426297B (zh) 具有工艺变化补偿的基准电流产生电路
US8797094B1 (en) On-chip zero-temperature coefficient current generator
US8269550B2 (en) Temperature and process driven reference
US20130169259A1 (en) System and Method for a Low Voltage Bandgap Reference
EP3514653A1 (en) Signal-generation circuitry
US7221209B2 (en) Precision floating gate reference temperature coefficient compensation circuit and method
US9304528B2 (en) Reference voltage generator with op-amp buffer
US20180292852A1 (en) Temperature drift compensation
CN108287584B (zh) 一种带隙基准电路
US11009403B2 (en) Time domain temperature sensor circuit with enhanced resolution
JP2008251055A (ja) 基準電圧発生回路及びその製造方法、並びにそれを用いた電源装置
Filippov et al. Design of Integrated Temperature Sensor for Aesa Transceiver Parameters Correction System
Ye et al. A Novel Bandgap Voltage Reference Source with High Power Supply Rejection
US11921535B2 (en) Bandgap reference circuit

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant