本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，尤指一種偏置電流產(chǎn)生電路。

背景技術(shù)：

常用的簡(jiǎn)單的偏置電流產(chǎn)生電路，即如圖1所示，由pmos管m3，pmos管m4，pmos管m5，以及nmos管m1，nmos管m2和電阻rb組成。由此組成的電流產(chǎn)生電路，和電源電壓無(wú)關(guān)，但和溫度有關(guān)。因?yàn)殡娮璧淖柚凳请S著溫度的變化而變化的。具體電流的計(jì)算公式如下：

其中，rb是電阻阻值，μn是nmos管溝道中電子的遷移率，cox是nmos氧化層單位面積電容量，是nmos管m1的溝道寬度與長(zhǎng)度之比，是nmos管m2的溝道寬度與長(zhǎng)度之比。因?yàn)閞b和μn都受溫度的影響，所以從上述公式可以看出，電路的輸出電流ib受溫度影響非常大。

偏置電流產(chǎn)生電路為了實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度變化的不敏感，一般都需要對(duì)電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償。其中通用的溫度補(bǔ)償方法是產(chǎn)生兩路偏置電流進(jìn)行疊加，其中一個(gè)是正溫度系數(shù)電流，另一個(gè)是負(fù)溫度系數(shù)電流。兩路電流疊加后，總的輸出電流對(duì)溫度的變化影響較小。但是一般這種電路需要兩個(gè)溫度系數(shù)產(chǎn)生電路，電路復(fù)雜，電路的功耗和面積等都比較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種偏置電流產(chǎn)生電路，通過(guò)兩個(gè)分支電流單元疊加而成，省去了復(fù)雜的放大器電路。降低了電路面積和功耗，提高了性能。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種偏置電流產(chǎn)生電路，包括正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元、負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元；其中所述正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元和負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元相連接；其中所述正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元產(chǎn)生正溫度系數(shù)電流iptat3，所述負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元產(chǎn)生負(fù)溫度系數(shù)電流ictat3，且所述正溫度系數(shù)電流iptat3和負(fù)溫度系數(shù)電流ictat3疊加輸出到電流iout。其中所述正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元包括第一nmos管m1、第二nmos管m2、第一電阻rb、第三pmos管m3、第四pmos管m4、第五pmos管m5；其中所述第三pmos管m3、第四pmos管m4、第五pmos管m5的源極分別與電源電壓vdd連接，其中所述第三pmos管m3的漏極和柵極相互連接，所述第三pmos管m3的柵極與第四pmos管m4的柵極相連，所述第四pmos管m4的柵極與第五pmos管m5的柵極相連，且所述第五pmos管m5的漏極與電路輸出端相連；其中所述第一nmos管m1的漏極與第三pmos管m3的漏極連接，所述第一nmos管m1的源極通過(guò)第一電阻rb與地相接，所述第一nmos管m1的柵極與第二nmos管m2的柵極連接；所述第二nmos管m2的源極與地相接，所述第二nmos管m2的漏極與第四pmos管m4的漏極相接，其中所述第二nmos管m2的漏極和柵極分別與負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元相接。

具體地，其中流過(guò)第三pmos管m3源極和漏極間的電流為電流iptat1，所述正溫度系數(shù)電流iptat3流過(guò)第五pmos管m5源極和漏極并通過(guò)電路輸出端輸出；所述電流iptat2流入到第二nmos管m2產(chǎn)生控制電壓，并通過(guò)第二nmos管m2的漏極輸出到負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元，并作為負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生電路的控制電壓，使得負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元產(chǎn)生負(fù)溫度系數(shù)電流ictat3。

具體地，所述正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元中，還包括第二電阻r2、電容c1，其中所述第二電阻r2的一端和第二nmos管m2的漏極相連，另一端和電容c1相連，電容c1另一端和第一nmos管m1的柵極相連。

具體地，所述負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元，包括第六pmos管m6、第七pmos管m7、第八pmos管m8、第九nmos管m9、第三電阻r3；其中所述第六pmos管m6、第七pmos管m7、第八pmos管m8的源極分別與電源電壓vdd連接，第六pmos管m6的漏極和柵極相互連接，第六pmos管m6的柵極和第七pmos管m7的柵極相接，第七pmos管m7的柵極與第八pmos管m8的柵極相連，且所述第八pmos管m8的漏極與電路輸出端連接；其中所述第七pmos管m7的漏極通過(guò)第三電阻r3與地相接，所述第七pmos管m7的漏極與第一nmos管m1的柵極連接；其中所述第九nmos管m9的漏極與第六pmos管m6的漏極連接，所述第九nmos管m9的源極與地相接，所述第九nmos管m9的柵極與第二nmos管m2的漏極相接。

具體地，其中流過(guò)第七pmos管m7源極和漏極間的電流為電流ictat2，所述負(fù)溫度系數(shù)電流ictat3流過(guò)第八pmos管m8源極和漏極并通過(guò)電路輸出端輸出；其中電流ictat2流入到第三電阻r3產(chǎn)生的控制電壓反饋到第一nmos管m1和第二nmos管m2的柵極,作為正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生電路的控制電壓，使得正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元產(chǎn)生正溫度系數(shù)電流iptat3。

本發(fā)明的有益效果在于：此偏置電流電路由兩個(gè)分支電流電路疊加而成，其中一個(gè)分支流是正溫度系數(shù)電流單元，另一個(gè)分支電流是負(fù)溫度系數(shù)電流單元，并由電路輸出疊加電流iout，使得溫度的變化對(duì)輸出疊加電流iout的影響變?。幌鄬?duì)于現(xiàn)技術(shù)，本發(fā)明省去了三極管電路，省去了帶隙基準(zhǔn)電路，省去了復(fù)雜的放大器電路，能大大降低了電路面積和功耗，同時(shí)提高了電路的整體性能。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)偏置電流產(chǎn)生電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中正溫度系數(shù)電流iptat3和負(fù)溫度系數(shù)電流ictat3隨溫度變化示意圖；

圖4是本發(fā)明中疊加電流iout隨溫度變化示意圖；

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：1-正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元；2-負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元；

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖2所示，一種偏置電流產(chǎn)生電路，包括正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元1、負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元2。其中所述正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元1和負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元2相連接。所述正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元1包括第一nmos管m1、第二nmos管m2、第一電阻rb、第三pmos管m3、第四pmos管m4、第五pmos管m5；其中所述第三pmos管m3、第四pmos管m4、第五pmos管m5的源極分別與電源電壓vdd連接，其中所述第三pmos管m3的漏極和柵極相互連接，所述第三pmos管m3的柵極與第四pmos管m4的柵極相連，所述第四pmos管m4的柵極與第五pmos管m5的柵極相連，構(gòu)成第一電流鏡，其電流大小和管子的寬長(zhǎng)比成正比例關(guān)系；且所述第五pmos管m5的漏極與電路輸出端相連；其中所述第一nmos管m1的漏極與第三pmos管m3的漏極連接，所述第一nmos管m1的源極通過(guò)第一電阻rb與地相接，所述第一nmos管m1的柵極與第二nmos管m2的柵極連接；所述第二nmos管m2的源極與地相接，所述第二nmos管m2的漏極與第四pmos管m4的漏極相接，其中所述第二nmos管m2的漏極和柵極分別與負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元2相接；

其中流過(guò)第三pmos管m3源極和漏極間的電流為電流iptat1，流過(guò)第四pmos管m4源極和漏極間的電流為電流iptat2，流過(guò)第五pmos管m5的源極和漏極間的電流為正溫度系數(shù)電流iptat3；其中所述電流iptat2流入第二nmos管m2的漏極產(chǎn)生控制電壓，輸出到負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元2，使得負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元2產(chǎn)生負(fù)溫度系數(shù)電流ictat3，且所述正溫度系數(shù)電流iptat3和負(fù)溫度系數(shù)電流ictat3疊加輸出到電流iout。

此偏置電流電路由兩個(gè)分支電流電路疊加而成，其中一個(gè)分支流是正溫度系數(shù)電流單元，另一個(gè)分支電流是負(fù)溫度系數(shù)電流單元，其中通過(guò)正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元1，用于產(chǎn)生正溫度系數(shù)電流iptat3；在所述的正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元1中，通過(guò)電流iptat2流入到第二nmos管m2的漏極，產(chǎn)生控制電壓輸出到負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元2，使得負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元2產(chǎn)生負(fù)溫度系數(shù)電流ictat3，且所述正溫度系數(shù)電流iptat3和負(fù)溫度系數(shù)電流ictat3疊加,輸出到電流iout，使得溫度的變化對(duì)輸出電流iout的影響變??；相對(duì)與現(xiàn)技術(shù)，本發(fā)明省去了三極管電路，省去了帶隙基準(zhǔn)電路，省去了復(fù)雜的放大器電路，能大大降低了電路面積和功耗，同時(shí)提高了電路的整體性能。

具體地，所述正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元1中，還包括第二電阻r2、電容c1，其中所述第二電阻r2的一端和第二nmos管m2的漏極相連，第二電阻r2的另一端和電容c1相連，電容c1另一端和第一nmos管m1的柵極相連。在所述的正溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元1中，第二電阻r2、電容c1構(gòu)成了一個(gè)阻容網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成反饋，起到頻率補(bǔ)償作用。

具體地，其中所述負(fù)溫度系數(shù)電流產(chǎn)生單元2，包括第六pmos管m6、第七pmos管m7、第八pmos管m8、第九nmos管m9、第三電阻r3；其中所述第六pmos管m6、第七pmos管m7、第八pmos管m8的源極分別與電源電壓vdd連接，第六pmos管m6的漏極和柵極相互連接，第六pmos管m6的柵極和第七pmos管m7的柵極相接，第七pmos管m7的柵極與第八pmos管m8的柵極相連，構(gòu)成第二電流鏡，且所述第八pmos管m8的漏極與電路輸出端連接；其中所述第七pmos管m7的漏極通過(guò)第三電阻r3與地相接，所述第七pmos管m7的漏極與第一nmos管m1的柵極連接；其中所述第九nmos管m9的漏極與第六pmos管m6的漏極連接，所述第九nmos管m9的源極與地相接，所述第九nmos管m9的柵極與第二nmos管m2的漏極相接。

其中流過(guò)第六pmos管m6的源極和漏極間的電流為電流ictat1，流過(guò)第七pmos管m7的源極和漏極間的電流為電流ictat2，所述負(fù)溫度系數(shù)電流ictat3流過(guò)第八pmos管m8的源極和漏極并通過(guò)電路輸出端輸出；其中電流ictat2流入到第三電阻r3產(chǎn)生的控制電壓反饋到第一nmos管m1和第二nmos管m2的柵極。所述的控制電壓，用于穩(wěn)定控制環(huán)路，降低了輸出電流受溫度的影響。

如圖3-4所示，圖3的波形是正溫度系數(shù)電流iptat3和負(fù)溫度系數(shù)電流ictat3，圖4的波形表示的是疊加電流iout，即是iptat3和ictat3電流值的和。仿真的溫度范圍是從-40度到+125度。從仿真結(jié)果看，疊加電流iout在-40度到+125度溫度范圍變化非常小，最大和最小的電流波動(dòng)僅為0.6％。

以上實(shí)施方式僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。