本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別是涉及一種耗盡管基準電流源電路。

背景技術(shù)：

電流源，即理想電流源，是從實際電源抽象出來的一種模型，其端鈕總能向外提供一定的電流而不論其兩端的電壓為多少，電流源具有兩個基本的性質(zhì)：第一，它提供的電流是定值i或是一定的時間函數(shù)i(t)與兩端的電壓無關(guān)。第二，電流源自身電流是確定的，而它兩端的電壓是任意的。

由于內(nèi)阻等多方面的原因，理想電流源在真實世界是不存在的，但這樣一個模型對于電路分析是十分有價值的。實際上，如果一個電流源在電壓變化時，電流的波動不明顯，我們通常就假定它是一個理想電流源。隨著集成電路規(guī)模的不斷增大，尤其是系統(tǒng)集成技術(shù)(soc)的發(fā)展，它也成為大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和幾乎所有數(shù)字模擬系統(tǒng)中不可缺少的基本電路模塊。

如圖1所示為市場現(xiàn)有的一種耗盡管基準電流源電路，包括一耗盡型nmos管101，所述耗盡型nmos管101的漏端連接一高壓v+、柵端與源端連接后再連接一低壓v-。所述高壓v+及所述低壓v-作為基準電流源的兩端，通過所述耗盡型nmos管101的特性保證輸出電流的恒定。

根據(jù)電路結(jié)構(gòu)可得如下關(guān)系式：

其中，i為基準電流源的輸出電流，id101為所述耗盡型nmos管101的漏端電流，k101為與所述耗盡型mos管101的寬長比有關(guān)的參數(shù)，vd為所述耗盡型nmos管101的閾值電壓。

由上式可知，id101只是一個與所述耗盡型nmos管101的管子參數(shù)相關(guān)的量，與所述高壓v+及所述低壓v-無關(guān)，可以實現(xiàn)電流源的特性。

但是，該電路的恒流特性完全由所述耗盡型nmos管101的參數(shù)k101和vd決定，對于耗盡管而言，k101和所述耗盡型nmos管101的寬長比有關(guān)，k101的值受工藝影響有一定的離散性；而vd不只是受工藝影響有很大的離散性，而且vd的值隨溫度的影響很大；最終導(dǎo)致該恒流源的離散性和溫度特性很差。

因此，如何解決現(xiàn)有耗盡管基準電流源的離散性和溫度特性差的問題已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種耗盡管基準電流源電路，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中耗盡管基準電流源的離散性和溫度特性差等問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種耗盡管基準電流源電路，所述耗盡管基準電流源電路至少包括：

耗盡型nmos管、第一分壓電阻、第二分壓電阻、電容、誤差放大器、參考電壓模塊；

所述耗盡型nmos管的漏端連接第一電壓、源端連接第一分壓電阻的一端、柵端連接所述誤差放大器的輸出端，受所述誤差放大器的輸出信號控制調(diào)整所述耗盡管基準電流源電路的輸出電流；

所述第一分壓電阻的另一端經(jīng)過所述第二分壓電阻后連接第二電壓；

所述電容的上極板連接所述耗盡型nmos管的源端、下極板連接所述第二電壓；

所述誤差放大器的第一輸入端連接所述第一分壓電阻及所述第二分壓電阻的中間節(jié)點、第二輸入端連接所述參考電壓模塊的電壓輸出端，將所述第二分壓電阻上的反饋電壓與所述參考電壓模塊輸出的參考電壓進行比較，并輸出所述耗盡型nmos管的柵端控制信號；

其中，所述第一電壓大于所述第二電壓。

優(yōu)選地，所述耗盡型nmos管的源端電壓作為所述誤差放大器及所述參考電壓模塊的工作電壓，所述第二電壓作為所述誤差放大器及所述參考電壓模塊的參考地。

優(yōu)選地，所述第二分壓電阻為零溫度系數(shù)的電阻。

優(yōu)選地，所述誤差放大器的反相輸入端連接所述反饋電壓、正相輸入端連接所述參考電壓。

優(yōu)選地，所述參考電壓模塊為與溫度無關(guān)的基準電壓產(chǎn)生模塊。

優(yōu)選地，所述耗盡管基準電流源電路的輸出電流滿足如下關(guān)系式：

其中，id102為所述耗盡型nmos管的漏端電流，r105為所述第二分壓電阻的阻值，vfb為所述反饋電壓，vrfef為所述參考電壓。

更優(yōu)選地，通過設(shè)定所述參考電壓為固定值、所述第二分壓電阻為固定電阻來實現(xiàn)恒流輸出。

如上所述，本發(fā)明的耗盡管基準電流源電路，具有以下有益效果：

本發(fā)明的耗盡管基準電流源電路中藉由零溫度系數(shù)的參考電壓及零溫度系數(shù)的電阻實現(xiàn)零溫度系數(shù)的恒流特性，具有精度高、離散性小、溫度特性好等優(yōu)點。

附圖說明

圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的耗盡管基準電流源電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明的耗盡管基準電流源電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

元件標號說明

101耗盡型nmos管

102耗盡型nmos管

103誤差放大器

104第一分壓電阻

105第二分壓電阻

106電容

107參考電壓模塊

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱圖2。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

如圖2所示，本發(fā)明提供一種耗盡管基準電流源電路，所述耗盡管基準電流源電路至少包括：

耗盡型nmos管102、第一分壓電阻104、第二分壓電阻105、電容106、誤差放大器103、參考電壓模塊107。

如圖2所示，所述耗盡型nmos管102的漏端連接第一電壓v+、源端連接第一分壓電阻104的一端、柵端連接所述誤差放大器103的輸出端，受所述誤差放大器103的輸出信號控制調(diào)整所述耗盡管基準電流源電路的輸出電流。

具體地，在本實施例中，所述耗盡型nmos管102的源端電壓vo為所述誤差放大器103、及所述參考電壓模塊107供電。

如圖2所示，所述第一分壓電阻104的另一端連接所述第二分壓電阻105后連接第二電壓v-，所述第一分壓電阻104與所述第二分壓電阻105的中間節(jié)點作為反饋電壓vfb的輸出節(jié)點。

具體地，在本實施例中，所述第二分壓電阻105為零溫度系數(shù)的固定阻值的電阻。所述第二電壓v-作為所述誤差放大器103及所述參考電壓模塊107的參考地。所述第一電壓v+大于所述第二電壓v-，在本實施例中，所述第一電壓v+與所述第二電壓v-的值可根據(jù)實際情況進行設(shè)定，所述耗盡型nmos管102的源端電壓vo能為所述誤差放大器103及所述參考電壓模塊107供電即可。

如圖2所示，所述電容106的上極板連接所述耗盡型nmos管102的源端、下極板連接所述第二電壓v-，用于儲能。

如圖2所示，所述誤差放大器103的第一輸入端連接所述第一分壓電阻104及所述第二分壓電阻105的中間節(jié)點、第二輸入端連接所述參考電壓模塊107，將所述第二分壓電阻105上的反饋電壓vfb與所述參考電壓模塊107輸出的參考電壓vref進行比較，并輸出所述耗盡型nmos管的柵端控制信號vk。

具體地，在本實施例中，所述誤差放大器103的反相輸入端連接所述反饋電壓vfb、正相輸入端連接所述參考電壓vref。在實際使用中，可將所述反饋電壓vfb連接于所述誤差放大器103的正相輸入端，將所述參考電壓vref連接于所述誤差放大器103的反相輸入端，增加反相器即可實現(xiàn)相同的邏輯關(guān)系，不以本實施例為限。

具體地，所述參考電壓模塊107為與溫度無關(guān)的基準電壓產(chǎn)生模塊，所述參考電壓模塊107產(chǎn)生的參考電壓vref為與溫度無關(guān)的參考電壓。

所述耗盡管基準電流源電路的工作原理如下：

電路初始上電后，由于所述耗盡型nmos管102的柵源初始電壓都為零，因此所述耗盡型nmos管102導(dǎo)通，產(chǎn)生電流對所述電容106充電，導(dǎo)致所述耗盡型nmos管102的源端電壓vo上升，所述耗盡型nmos管102的源端電壓vo給所述誤差放大器103、及所述參考電壓模塊107供電。所述誤差放大器103、及所述參考電壓模塊107正常工作后整個環(huán)路為負反饋，使得所述反饋電壓vfb與所述參考電壓vref相等，負反饋原理如下：剛開始所述反饋電壓vfb比較小，所述參考電壓vref為固定值，當所述反饋電壓vfb小于所述參考電壓vref時，所述耗盡型nmos管102的柵端控制信號vk(所述誤差放大器103的輸出信號)增大，所述耗盡型nmos管的漏端電流id102增大，所述耗盡型nmos管102的源端電壓vo增大，所述反饋電壓vfb增大，最終所述反饋電壓vfb與所述參考電壓vref相等。

根據(jù)所述耗盡管基準電流源電路的結(jié)構(gòu)有如下關(guān)系：

vfb＝vref；

所述耗盡管基準電流源電路通過設(shè)置合適的第一分壓電阻104、第二分壓電阻105保證所述耗盡型nmos管102的源端電壓vo能為所述誤差放大器103及所述參考電壓模塊107供電，確保所述誤差放大器103及所述參考電壓模塊107正常工作。

所述耗盡管基準電流源電路的輸出電流i由所述參考電壓vref和所述第二分壓電阻105決定，因此，固定所述參考電壓vref及所述第二分壓電阻105的值就可以實現(xiàn)恒流源特性。

本發(fā)明的耗盡管基準電流源電路中藉由零溫度系數(shù)的參考電壓及零溫度系數(shù)的電阻實現(xiàn)零溫度系數(shù)的恒流特性，具有精度高、離散性小、溫度特性好等優(yōu)點。

綜上所述，本發(fā)明提供一種耗盡管基準電流源電路，包括：耗盡型nmos管、第一分壓電阻、第二分壓電阻、電容、誤差放大器、參考電壓模塊；所述耗盡型nmos管的漏端連接第一電壓、源端連接第一分壓電阻的一端、柵端連接所述誤差放大器的輸出端，受所述誤差放大器的輸出信號控制調(diào)整所述耗盡管基準電流源電路的輸出電流；所述第一分壓電阻的另一端經(jīng)過所述第二分壓電阻后連接第二電壓；所述電容的上極板連接所述耗盡型nmos管的源端、下極板連接所述第二電壓；所述誤差放大器的第一輸入端連接所述第一分壓電阻及所述第二分壓電阻的中間節(jié)點、第二輸入端連接所述參考電壓模塊的電壓輸出端，將所述第二分壓電阻上的反饋電壓與所述參考電壓模塊輸出的參考電壓進行比較；其中，所述第一電壓大于所述第二電壓。本發(fā)明的耗盡管基準電流源電路中藉由零溫度系數(shù)的參考電壓及零溫度系數(shù)的電阻實現(xiàn)零溫度系數(shù)的恒流特性，具有精度高、離散性小、溫度特性好等優(yōu)點。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。