[发明专利]应用于集成电路的温度补偿电流基准电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路的电流基准，具体是一种应用于集成电路的温度补偿电流基准电路。

背景技术

在集成电路中产生一个与温度无关的基准电流往往比较困难，因为在集成电路制造工艺中，通常是通过扩散或者是离子注入的方法来制造电阻器，这种电阻器具有某一特定的温度系数，这意味着电阻值会随着集成电路工作温度的变化而改变。电阻值的温度相关性导致基准电流值随温度变化。

为了克服上述基准电流随温度变化的问题，可以采用外部电阻R11和带隙电压基准Bandgap构成一个与温度无关的电流源，如图1所示，MP11、MP12、MP13是相互匹配的电流镜，电流镜MN11、电阻R11和运算放大器OP构成一个简单电流源，电流由带隙电压基准Bandgap电压和外部电阻R11决定。由于外部电阻R11具有低温度系数（Temperature Coefficient，T.C.）和绝对值精确的优点，因此可以产生精确的、与温度无关基准电流。但是需要一个额外的引脚和器件（外部电阻），增加集成电路成本。

另一种方法是在集成电路内部采用低温度系数的电阻代替外部电阻。但是在目前集成电路制造工艺中，低温度系数的电阻，单位面积电阻值非常小，为了在芯片内部得到微安级别的基准电流，需要耗费大量的集成电路面积来制造该电阻，同样会增加集成电路成本。而且低温度系数电阻采用扩散工艺制造，其绝对值难以控制。

因此，为了降低集成电路成本，非常需要在现有的集成电路制造工艺下，设计一个与温度无关的电流基准。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种应用于集成电路的温度补偿电流基准电路，其产生的基准电流受温度影响非常小。

按照本发明提供的技术方案，所述应用于集成电路的温度补偿电流基准电路包括：第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管是相互匹配的电流镜，电流镜比例是1:1:1；第九晶体管、第十晶体管是相互匹配的电流镜，电流镜比例是1:1；第六晶体管发射极、第七晶体管发射极、第八晶体管发射极均接高电平，第六晶体管基极、第七晶体管基极和集电极、第八晶体管基极相连，第六晶体管集电极连接第一晶体管集电极，第一晶体管基极连接自身集电极，并连接第二晶体管基极，第二晶体管集电极接第七晶体管集电极，第八晶体管集电极连接第三晶体管集电极和第五晶体管基极，第五晶体管集电极接高电平，第五晶体管发射极连接第三晶体管基极和第四晶体管基极，第三晶体管基极和发射极之间连接第二电阻，第三晶体管发射极连接第九晶体管集电极，第九晶体管基极与自身集电极相连，并连接第十晶体管基极，第十晶体管集电极连接第四晶体管发射极，第四晶体管集电极产生温度补偿基准电流；第一晶体管发射极、第九晶体管发射极、第十晶体管发射极接地，第二晶体管通过第一电阻接地。

所述第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管采用PMOS晶体管或PNP三极管。

所述第一晶体管和第二晶体管是相互匹配的NPN三极管，其中第二晶体管的发射极面积是第一晶体管的8倍。

所述第三晶体管和第四晶体管相互匹配，发射极面积比例是1:1。

所述第九晶体管、第十晶体管是相互匹配的电流镜，电流镜比例是1:1，第九晶体管、第十晶体管采用NMOS晶体管或NPN三极管。

所述第一电阻采用高值多晶电阻，第二电阻采用P型离子注入电阻。

本发明利用第一晶体管和第二晶体管的基极-射极电压差值ΔV_BE产生正温度系数电压，第一电阻具有负温度系数，正温度系数电压除以第一电阻得到正温度系数电流。第三晶体管的基极-射极电压V_BE具有负温度系数，第二电阻具有正温度系数，负温度系数电压除以正温度系数电阻得到负温度系数电流。正温度系数电流和负温度系数电流相加得到温度补偿基准电流，再利用电流镜将温度补偿基准电流提供给其他电路使用。

本发明的优点是：本发明是一个产生温度补偿基准电流的集成电路，该基准电流在一定的温度变化范围内（-40℃到130℃）变化非常微小。

附图说明

图1是利用外部电阻和带隙电压基准产生温度补偿基准电流的简化示意图。

图2是本发明具体实施方式电路图。

图3是本发明基准电流温度特性示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。