[发明专利]一种基准电流源

说明书

本发明公开了一种基准电流源，包括偏置电路、基准电流产生电路和输出电路，其中，所述偏置电路与基准电流产生电路和负载分别连接，所述基准电流产生模块的输出与所述输出电路和负载分别连接；所述基准电流产生电路包括两条支路，每条支路均包括相连接的电流镜和亚阈值管，其中一条支路中还包括一个处于线性区的场效应管M14的漏端与亚阈值管的源端连接，该场效应管M14的栅端连接偏置电压，源端接地。本发明将三支路共源共栅电路的高电源抑制比和纳安级别输出电流的优点，与利用场效应管体效应的温度补偿结合，最终实现了6pA/℃的温度变化率和0.36nA/V的电压变化率，且总静态电流功耗仅为185nA。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种基准电流源。

背景技术

目前已有既能对电源变化进行抑制，又能有效地进行温度补偿的基准电流源，但是大多电流源电路都需要使用电阻，或者运放进行温度补偿，损失了功耗和芯片面积。

现有技术中多采用三支路共源共栅的高电源抑制基准电流源，利用不同电阻温度系数和二极管反向电流的低温漂基准电流源，利用PMOS的体效应实现温度补偿的基准电流源，利用NMOS的背栅效应，在实际制作时工艺复杂，不易操作，且需要精准的调控偏置电压，使电流达到最精确。

现有技术中常用的三支路共源共栅的高电源抑制基准电流源能够很好地抑制电源变化，且能够实现纳安级别的基准电流输出，但是因为使用了电阻，所以不能很好地抑制温漂；在此基础上还可以增加负反馈来进一步提高电源抑制比，但仍不能改善输出电流受温度影响较大的缺点；可以在此基础上使用不同温度系数的串联电阻对温度系数进行调整，缺点是仍然使用电阻，占用芯片面积大，且因为使用Nwell和poly电阻，受工艺影响大、且不准确。

利用PMOS的体效应实现温度补偿的基准电流源能够很好地同时满足高电源抑制比和低温度系数的要求，但是消耗的静态电流大，且难以实现纳安级别的输出电流。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，采用如下的技术方案：

一种基准电流源，包括偏置电路、基准电流产生电路和输出电路，其中，所述偏置电路与基准电流产生电路和负载分别连接，所述基准电流产生模块的输出与所述输出电路和负载分别连接；

所述基准电流产生电路包括两条支路，每条支路均包括相连接的电流镜和亚阈值管，其中一条支路中还包括一个处于线性区的场效应管M14，其漏端与亚阈值管的源端连接，其栅端连接偏置电压，其源端接地。

优选地，所述亚阈值管与倒比管公用，调整亚阈值管的长宽比，使其漏端的v_fb点电位连接到场效应管M14的衬底端产生背栅效应，进行温度补偿。

优选地，对所述场效应管M14的栅端连接的偏置电压进行调节，以调整温度与电流波形的中间点。

优选地，所述基准电流产生电路的两条支路中的两个电流镜M0和M1宽长比一致，增加一层共源共栅结构，即增加了与场效应管M0和M1宽长比相同的场效应管M0C和M1C，M0和M1失配减小了(g_m,M1C+g_mb,M1C)*r_O,M1C倍，其中g_m,M1C为M1C场效应管栅源电压V_GS,M1C对漏电流I_DS,M1C的跨导，g_mb,M1C为M1C场效应管漏源电压V_DS,M1C对漏电流I_DS,M1C的跨导，r_O,M1C为M1C场效应管的等效电阻；

两个电流镜的电流差为：