CN114610109B - 一种抗地弹的微电流镜 - Google Patents

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Abstract

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种抗地弹的微电流镜。本发明主要由两对电流镜构成，第一对电流镜的等效面积比为5:1，由第一PMOS管MP1和栅耦合串接的第二PMOS管MP2～第六PMOS管MP6五个管子构成，也就是这对电流镜首先将输入IBias缩小到IBias/5，第二对电流镜起到电流“分配”的作用，由第七PMOS管MP7和栅耦合串接的第八PMOS管MP8～第十七PMOS管MP17十个管子构成电流镜，在整体上实现了1000倍的电流缩放。本发明提出的一种抗地弹的微电流源，可以有效克服上述缺陷，保障微电流源在电源管理芯片当中的实用性，即使有较为严重的地弹，也可以保证微电流源上电流值的精确性。使得微电流源在地弹较为严重的芯片中有了应用的可能。

Description

一种抗地弹的微电流镜
技术领域
本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种有效防止芯片地弹影响的微电流镜。
背景技术
对于电源管理芯片，往往在芯片内部集成了各种数字控制电路甚至驱动电路，这些电路在系统工作的时候由于频繁的电压跳变和较大的工作电流，会引起芯片内部地线的各种电压跳变和电流浪涌，引起所谓的地弹，在一般情况下，只要版图布局合理，电源管理芯片内部的工作电流量级是足以应对地弹的影响的。但是对于芯片中某些需要特殊考虑的电路，例如对电容充电的软启动方案，需要通过对一个电容充电以缓慢抬升电容极板上的电位从而实现软启动，这个时候为了尽量减小电容的面积，希望能用一个尽量小的电流源对电容充电，然而过小的电流源往往对于电位的变化十分敏感，使得这样的微电流源往往很难对抗地弹的影响，使得其丧失精度和实用性。
发明内容
本发明的目的是针对微电流源难以在地弹严重的芯片中正常工作的问题，提出了一种能有效防止芯片地弹影响的微电流源。本发明提出的一种抗地弹的微电流源，可以有效克服上述缺陷，保障微电流源在电源管理芯片当中的实用性，即使有较为严重的地弹，也可以保证微电流源上电流值的精确性。使得微电流源在地弹较为严重的芯片中有了应用的可能。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
对地弹不敏感的微电流源，包括第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第十一PMOS管MP11、第十二PMOS管MP12、第十三PMOS管MP13、第十四PMOS管MP14、第十五PMOS管MP15、第十六PMOS管MP16、第十七PMOS管MP17；其中，第一PMOS管MP1的源极接电源，其栅极和漏极互连，其漏极接电流源的输入端，电流源的输出端接地；第二PMOS管MP2的源极接电源，其栅极接第一PMOS管MP1的漏极；第三PMOS管MP3的源极接第二PMOS管MP2的漏极，第三PMOS管MP3的栅极接第一PMOS管MP1的漏极；第四PMOS管MP4的源极接第三PMOS管MP3的漏极，第四PMOS管MP4的栅极接第一PMOS管MP1的漏极；第五PMOS管MP4的源极接第四PMOS管MP4的漏极，第五PMOS管MP4的栅极接第一PMOS管MP1的漏极；第六PMOS管MP6的源极接第五PMOS管MP5的漏极，第六PMOS管MP6的栅极接第一PMOS管MP1的漏极；第七PMOS管MP7的源极接第六PMOS管MP6的漏极，第七PMOS管MP7的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极，第七PMOS管MP7的漏极接地；第八PMOS管MP8的源极接第六PMOS管MP6的漏极，第八PMOS管MP8的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第九PMOS管的源极接第八PMOS管的漏极，第九PMOS管MP9的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十PMOS管MP10的源极接第九PMOS管的漏极，第十PMOS管MP10的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十一PMOS管MP11的源极接第十PMOS管的漏极，第十一PMOS管的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十二PMOS管MP12的源极接第十一PMOS管MP11的漏极，第十二PMOS管的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十三PMOS管MP13的源极接第十二PMOS管MP12的漏极，第十三PMOS管MP13的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十四PMOS管MP14的源极接第十三PMOS管MP13的漏极，第十四PMOS管MP14的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十五PMOS管MP15的源极接第十四PMOS管MP14的漏极，第十五PMOS管MP15的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十六PMOS管MP16的源极接第十五PMOS管MP15的漏极，第十六PMOS管的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十七PMOS管MP17的源极接第十六PMOS管MP16的漏极，第十七PMOS管MP17的栅极和漏极互连，第十七PMOS管MP17的漏极通过电容后接地，第十七PMOS管MP17的漏极与电容的连接点为输出端。
其中，第一PMOS管MP1和栅耦合串接的第二PMOS管MP2～第六PMOS管MP6五个管子构成电流镜，其中MP1的漏端接需要处理的电流IBias，MP1和MP2的源端均接电源VCC，其中第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2～第六PMOS管MP6的宽长比之比均为1:1。第七PMOS管MP7和栅耦合串接的第八PMOS管MP8～第十七PMOS管MP17十个管子构成电流镜，MP7和MP8的源极连接在MP6的漏级上，第七PMOS管MP7与第八PMOS管MP8～第十七PMOS管MP17这10个管子的尺寸比均为20:1，MP17的漏级连接在第一电容C1的上极板上，MP8所在的支路作为微型电流源对电容C1充电，慢慢充高SS点。
在上述提出的发明中。IBias可以是芯片中的常规大小的电流源，要将其处理成一个较为精确的小电流并不容易，本发明中MP8所在支路就是将这个IBias经过处理后产生的微电流支路，在本发明中，这个被产生的微电流支路可以很好的实现芯片中准确的小电流。
附图说明
图1本发明提出的抗地弹微电流源具体电路。
图2本发明提出的抗地弹微电流源和传统微电流源在实际芯片工作中的仿真波形。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明技术方案进行详细描述：
本发明提出的微电流源的电路如图1所示。该微电流源主要由两对电流镜构成，第一对电流镜是由MP1和MP2～MP6构成，由MOS管串联和并联的特性可知，这一对电流镜的等效面积比为5:1，也就是这对电流镜首先将IBias缩小到IBias/5，然后将这股缩小后的电流送到第二组电流镜的上端，但第二组电流镜并不起传统情况下电流“缩放”的作用，而是起到电流“分配”的作用，MP7的尺寸和MP8～MP17这十个管子之间的尺寸比例均为20:1，因此，这对电流镜的等效宽长比之比为200:1，之前的电流流到这组电流镜的上端时，将按照200:1的比例流过这一对电流镜，如此，MP8所在的支路上的电流大概为MP2支路上面电流的1/200，因此，这个电流镜整体上实现了1000倍的电流缩放。如果按照传统的电流镜，则两端的MOS管的等效宽长比之比应为1000:1，如此一方面增大了芯片的成本，更重要的一点是，这样的电流镜受地弹的影响是很大的，因为这样的电流镜栅信号非常敏感。
在实际的芯片工作中，尤其是具有频繁的大电流开关动作的芯片，其地弹的影响十分显著，图2展示了传统的直接采用MOS管尺寸缩放的微电流源和本发明改进后的微电流源实际工作仿真波形的对比，可以看到，两个电流源产生的电流都在1nA左右，但传统的微电流源在开关动作发生时，因为地弹而发生的振荡峰峰值可达到1.4uA以上，而采用了本发明所述的技术之后，相同的条件下，振荡的峰峰值减小到了0.4uA左右，说明本发明所提出的微电流源对于抑制地弹带来的影响有很显著的作用。
综上所述，使用该抗地弹微电流源来产生芯片中的小电流，可以很好地避免芯片地弹所带来的影响，及其适合作为片内小电流产生方案。

Claims (1)

1.一种抗地弹的微电流镜，其特征在于，包括第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第十一PMOS管MP11、第十二PMOS管MP12、第十三PMOS管MP13、第十四PMOS管MP14、第十五PMOS管MP15、第十六PMOS管MP16、第十七PMOS管MP17、电容和电流源；其中，第一PMOS管MP1的源极接电源，其栅极和漏极互连，其漏极接电流源的输入端，电流源的输出端接地；第二PMOS管MP2的源极接电源，其栅极接第一PMOS管MP1的漏极；第三PMOS管MP3的源极接第二PMOS管MP2的漏极，第三PMOS管MP3的栅极接第一PMOS管MP1的漏极；第四PMOS管MP4的源极接第三PMOS管MP3的漏极，第四PMOS管MP4的栅极接第一PMOS管MP1的漏极；第五PMOS管MP4的源极接第四PMOS管MP4的漏极，第五PMOS管MP4的栅极接第一PMOS管MP1的漏极；第六PMOS管MP6的源极接第五PMOS管MP5的漏极，第六PMOS管MP6的栅极接第一PMOS管MP1的漏极；第七PMOS管MP7的源极接第六PMOS管MP6的漏极，第七PMOS管MP7的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极，第七PMOS管MP7的漏极接地；第八PMOS管MP8的源极接第六PMOS管MP6的漏极，第八PMOS管MP8的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第九PMOS管的源极接第八PMOS管的漏极，第九PMOS管MP9的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十PMOS管MP10的源极接第九PMOS管的漏极，第十PMOS管MP10的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十一PMOS管MP11的源极接第十PMOS管的漏极，第十一PMOS管的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十二PMOS管MP12的源极接第十一PMOS管MP11的漏极，第十二PMOS管的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十三PMOS管MP13的源极接第十二PMOS管MP12的漏极，第十三PMOS管MP13的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十四PMOS管MP14的源极接第十三PMOS管MP13的漏极，第十四PMOS管MP14的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十五PMOS管MP15的源极接第十四PMOS管MP14的漏极，第十五PMOS管MP15的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十六PMOS管MP16的源极接第十五PMOS管MP15的漏极，第十六PMOS管的栅极接第十七PMOS管MP17的漏极；第十七PMOS管MP17的源极接第十六PMOS管MP16的漏极，第十七PMOS管MP17的栅极和漏极互连，第十七PMOS管MP17的漏极通过电容后接地，第十七PMOS管MP17的漏极与电容的连接点为输出端；其中，第七PMOS管MP7与第八PMOS管MP8～第十七PMOS管MP17这10个管子的尺寸比均为20:1。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102043420A (zh) * 2009-10-12 2011-05-04 台湾积体电路制造股份有限公司 可编程电流镜
CN106500845A (zh) * 2016-09-19 2017-03-15 天津大学 二极管型红外阵列传感器像素级校准结构
CN107346959A (zh) * 2017-06-15 2017-11-14 西安华泰半导体科技有限公司 一种针对输出工作点进行失调电压校正的运算放大器
CN107431857A (zh) * 2015-01-20 2017-12-01 Tdk株式会社 用于电荷泵布置的阻抗电路和电荷泵布置
CN114268302A (zh) * 2021-12-22 2022-04-01 重庆西南集成电路设计有限责任公司 上电复位电路及其输出稳定性提升方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102043420A (zh) * 2009-10-12 2011-05-04 台湾积体电路制造股份有限公司 可编程电流镜
CN107431857A (zh) * 2015-01-20 2017-12-01 Tdk株式会社 用于电荷泵布置的阻抗电路和电荷泵布置
CN106500845A (zh) * 2016-09-19 2017-03-15 天津大学 二极管型红外阵列传感器像素级校准结构
CN107346959A (zh) * 2017-06-15 2017-11-14 西安华泰半导体科技有限公司 一种针对输出工作点进行失调电压校正的运算放大器
CN114268302A (zh) * 2021-12-22 2022-04-01 重庆西南集成电路设计有限责任公司 上电复位电路及其输出稳定性提升方法

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