電流源穩(wěn)定方法

文檔序號：6290170閱讀：826來源：國知局

專利名稱：電流源穩(wěn)定方法
技術領域：
本發(fā)明相關于一種電流源穩(wěn)定方法，尤指一種用于隨溫度變化的電流源的電流源穩(wěn)、定方法。
背景技術：
在集成電路設計中，時常需要一些參考電壓、參考電流、而參考電壓和參考電流通常被包括在整個集成電路的偏壓部
分。在一^:的應用中，這些偏壓通常是以電^各工作時的溫度為基準來設計，而沒有特別去考慮隨溫度變化的關系。
然而事實上，在電路工作時，時常會因為環(huán)境溫度的變化或電路中電子元件產生的熱量而改變電路工作時的溫度，溫度的改變可能會影響信號轉換時的電路應用，使轉換的信號帶有溫度影響的噪聲，例如模擬數字轉換器會受到溫度噪聲的影響。另外附有感測器的孩i處理系統對溫度的變化也較為敏感，溫度的改變也會影響此類電子電路工作的情形。
一般利用來產生和溫度變化有關的電路，通常會使用雙極結型晶體管(Bipolar Junction Transistor; BJT),然而在BJT的基
極和射極跨壓(VBE)具有和集極電流成對數的關系，并且受到溫度變化的影響。VsE和溫度的關系可表示為VBE(H, IC)=EGE-
H(EGE - VBEN)+VTNHlog(Ic/IN) - ri VTNHlogH,其中H = T/TN , T 是絕對溫度，而TN是正規(guī)化(normalized)的溫度，通常Tn會取在電路工作的溫度范圍的中間值，通常為300K(27。C)。 Ege代表 VBE在絕對零度時的假定值，大約在1.14V到1.19V之間。VBEN 是當晶體管結溫度在特定T N及I c等于某一特定IN時的V B E值。 V丁n是熱電壓VT-kT/q在正規(guī)化溫度下的值。ri為曲線常數，約
在2到4之間。
請參考圖l,圖1是描述方程式Vbe(H, Ic) = EGE - H(EGE-VBEN)+ VTNHlog(Ic/IN) - TiVTNHlogH的表現，如圖1所示，當溫度T上升時，Vbe是下降的。而當Ic上升(increasing)時，VBE 是上升的。此為BJT電路的特性，而將BJT通常應用在隨溫度升高而電流提高的電路中以平衡電流，使電流盡量的保持在一定的值。
但BJT電路由于需要使用二極管，因此耗費較高的硬件成本，以及占有較大的硬件空間，在使用上有其無可避免的消耗，因此如何研發(fā)出一種新的電流源穩(wěn)定方法成為目前迫切需要解決的一個課題。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的之一，在于提供一種電流源穩(wěn)定方法，其用于在溫度改變的情況下穩(wěn)定一電流源所輸出的一電流值，該電流源的該電流值會隨溫度升高而上升，該方法包括-提供一修正電路，該修正電路的一輸出電流隨溫度升高而上升，并且該輸出電流隨溫度升高而上升的一系lt與該電流源的該電流值隨溫度升高而上升的一系數相等；提供一連接法，使該電流源的該電流值輸出前與該輸出電流相減；其中，該電流源的該電流1直與該llr出電流相減后，該電流源的該電流〃f直輸出時不隨著溫度改變。
本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)定方法，該電流源為一自偏金屬氧
化物半導體場效應晶體管電壓參考電流源。
本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)定方法，該修正電^各為一啟動電路。本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)定方法，該修正電^各主要由多個金
屬氧化物半導體所構成。
本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)定方法，該修正電路不包括二4及管。本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)定方法，該 -修正電^各耦接至該電流源。
本發(fā)明另提供一種電流源穩(wěn)定方法，其用于在溫度改變的情況下穩(wěn)定一電流源所輸出的一電流值，該電流源的該電流丫直
會隨溫度升高而上升，該方法包括提供一輸入電流，該輸入電流的值隨溫度升高而上升，并且上升的系數與該電流源的該電流值隨溫度升高而上升的一系數相同；利用該電流源的該電流值于輸出前與該輸入電流相減，使該電流源的該電流偵Hr出時，在溫度改變的情況下不會改變。
本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)定方法，該iir入電流是由一啟動電
路所提供。
本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)、定方法，該啟動電3各井禹接于該電流源。
本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)定方法，該啟動電3各主要由多個金屬氧化物半導體所構成。
本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)定方法，該啟動電路不包括二才及管。
本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)定方法，該電流源為一自偏金屬氧化物半導體場效應晶體管電壓參考電流源。
本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)定方法，可以有效的節(jié)省成本以及硬件空間。

圖1是描述方程式VBE(H ， Ic) = EGE - H(Ege -VBEN)+VTNHl0g(Ic/IN) - riVTNHlogH的表現。
圖2為本發(fā)明較佳實施例的電流源穩(wěn)定電路結構圖。圖3是顯示本發(fā)明電流值處理示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖2，圖2為本發(fā)明較佳實施例的電流源穩(wěn)定電路結構圖，如圖2所示，電流源穩(wěn)定電路2包括一電流源電路21以及一修正電路22,電流源電路21包括第一PMOS(P型金屬氧化物半導體)211、第一NMOS(N型金屬氧化物半導體)212、第一電阻 213、第二PMOS214、第二NMOS215和接地端216。
修正電路22包括第三NMOS221 、第四NMOS222、第五 NMOS223和第六NMOS224。
第一 PMOS211的源極耦接至第二 PMOS214和第三 NMOS221的源極，柵極耦接至第二PMOS214的柵極，漏極耦接至第一NMOS212的源極。第一NMOS212的柵極耦接至第二 P M O S 214的漏極以及第二 N M O S 215的源極，漏極耦接至第一電阻213的一端和第二NMOS215的柵極，第一電阻213的另一端耦接至接地端216。
第二PMOS214的漏極耦接至第二NMOS215的源極、第五 NMOS223的漏極和第六NMOS224的源極。第二NMOS215的漏極耦4妾至纟姿地端216。
第三NMOS221的漏極耦接至第四NMOS222的源極，第四 NMOS222的漏極耦接至第五NMOS223的源極，第五NMOS223 的漏極耦接至第六NMOS224的源極，第六NMOS224的漏極耦接至接地端216,第五NMOS223的柵極與第六NMOS224的柵極互連，并且耦接至第三NMOS221 、第二PMOS214以及第一 PMOS211的源才及。
其中電流源電路21可為一自偏金屬氧化物半導體場效應晶體管電壓參考電流源(self - biasing MOSFET Vt reference current source)，用以提供一電流作為電流源，》務正電路22可為啟動電路(start up),提供輸入電流，利用能帶(bandgap)參考電
壓的方式，利用 <，務正電路22產生的輸入電流隨著溫度提高而上
升的特性，將電流源電路21的電流在輸入之前與輸入電流相減。由于》務正電3各22中的多個MOS可以利用增加或減少MOS以改變電流溫度系數的方法，將輸入電流隨溫度提高而上升的系數調整為與電流源電路21提供電流隨溫度提高而上升的系數相同，因此在電流源電^各2H是供電流值與輸入電流值相減后，所輸出的電流將成為一個穩(wěn)定的電流值，而不會因為溫度的提高而升高，也不會因溫度的下降而下降，在輸出電流的時候排除溫度的不穩(wěn)定因素而成為更穩(wěn)定的電流源電路。
請再參考圖3，其顯示本發(fā)明電流值處理示意圖，如圖3所示，電流源電路21所產生電流值與溫度的關系如關系圖31所示，修正電路22所產生輸入電流值與溫度如關系圖32所示，其中橫軸為溫度，縱軸為電流值大小，關系圖31與關系圖32的電流值和溫度的關系系數相同，即關系圖31與關系圖32中所示曲線斜率相同，因此將其相減后為最后電流源穩(wěn)定電路2所輸出的電流值與溫度的關系圖33，在關系圖33中，電流值并不會隨著溫度而改變，而成為一定^f直。
本發(fā)明修正電路22中，所舉較佳實施例中為四個NMOS組成的啟動電路，但不以此為限，電流源電路也不局限于自偏金屬氧化物半導體場效應晶體管電壓參考電流源。
本發(fā)明由于沒有使用傳統的BJT電路，因此也沒有使用到 BJT電路中常用到的二極管，可以有效的節(jié)省成本以及硬件空間。
以上所述僅為本發(fā)明較佳實施例，然其并非用以限定本發(fā) 明的范圍，任何熟悉本項技術的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，可在此基礎上做進一步的改進和變化，因此本發(fā)明的保護范圍當以本申請的權利要求書所界定的范圍為準。
附圖中符號的簡單說明如下
2:電流源穩(wěn)定電^各 21:電流源電^各 211:第一PMOS 212:第一NMOS 213:第一電阻 214:第二PMOS 215:第二NMOS 216:接地端 22: 一修正電鴻^ 221:第三NMOS 222:第四NMOS 223:第五NMOS 224:第六NMOS
31:電流源電路21所產生電流值與溫度的關系圖 32:修正電路22所產生輸入電流值與溫度關系圖 33:電流源穩(wěn)定電路2所輸出的電流值與溫度關系圖
權利要求
1. 一種電流源穩(wěn)定方法，其特征在于，用于在溫度改變的情況下穩(wěn)定一電流源所輸出的一電流值，該電流源的該電流值會隨溫度升高而上升，該電流源穩(wěn)定方法包括:提供一修正電路，該修正電路的一輸出電流隨溫度升高而上升，并且該輸出電流隨溫度升高而上升的一系數與該電流源的該電流值隨溫度升高而上升的一系數相等；提供一連接法，使該電流源的該電流值輸出前與該輸出電流相減；其中，該電流源的該電流值與該輸出電流相減后，該電流源的該電流值輸出時不隨著溫度改變。
2. 根據權利要求l所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于，該電流源為一自偏金屬氧化物半導體場效應晶體管電壓參考電流源。
3. 根據權利要求l所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于，該l奮正電^各為一啟動電^各。
4. 根據權利要求l所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于，該修正電路主要由多個金屬氧化物半導體所構成。
5. 根據權利要求l所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于，該修正電^各不包括二極管。
6. 根據權利要求l所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于，該》務正電^各一禹4妻至該電流源。
7. —種電流源穩(wěn)定方法，其特征在于，用于在溫度改變的情況下穩(wěn)定一電流源所輸出的一電流值，該電流源的該電流值會隨溫度升高而上升，該電流源穩(wěn)定方法包括提供一輸入電流，該輸入電流的值隨溫度升高而上升，并且上升的系數與該電流源的該電流值隨溫度升高而上升的一系數相同；利用該電流源的該電流值于iir出前與該輸入電流相減，4吏該電流源的該電流4iU餘出時，在溫度改變的情況下不會改變。
8. 根據權利要求7所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于，該輸入電流是由一啟動電路所一是供。
9. 根據權利要求8所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于，該啟動電J各l禹4妄于該電流源。
10. 根據權利要求8所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于，該啟動電路主要由多個金屬氧化物半導體所構成。
11. 根據權利要求8所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于，該啟動電路不包括二極管。
12. 根據權利要求7所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于，該電流源為一自偏金屬氧化物半導體場效應晶體管電壓參考電流源。
全文摘要
本發(fā)明為一種電流源穩(wěn)定方法，其用于在溫度改變的情況下穩(wěn)定一電流源所輸出的一電流值，該電流源的該電流值會隨溫度升高而上升，該方法包括提供一修正電路，該電路的一輸出電流隨溫度升高而上升，并且該電流隨溫度升高而上升的一系數與該電流源隨溫度升高而上升的一系數相等；提供一連接法，使該電流源的該電流值輸出前與該輸出電流相減；其中，該電流源的該電流值與該輸出電流相減后，該電流源的該電流值輸出時不隨著溫度改變。本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)定方法，可以有效的節(jié)省成本以及硬件空間。
文檔編號G05F1/10GK101382810SQ200710149549
公開日2009年3月11日申請日期2007年9月6日優(yōu)先權日2007年9月6日
發(fā)明者詹勛典申請人:普誠科技股份有限公司

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