[发明专利]低功耗电流源、电流源电路、芯片及具有其的电子设备

说明书

本发明提供一种低功耗电流源、电流源电路、芯片及具有其的电子设备，包括：P管电流镜，其电源输入端连接至电源，P管电流镜用于被镜像引出电源，以向外提供电源；N管电流镜，连接在P管电流镜和地之间，N管电流镜与P管电流镜构成电流源；简并点切换模块，连接在P管电流镜的偏置节点和地之间，简并点切换模块在电流源的稳定输出电源之前，保持常通状态，当P管电流镜接入电源时，P管电流镜的偏置节点流出的电流经由简并点切换模块流通，当P管电流镜的偏置节点流出的电流超过阈值时，简并点切换模块断开，以使电流源电流零点的稳定状态切换到电源稳定输出的稳定状态。减小电流源电路的启动功耗并节约电阻的面积。

技术领域

本发明涉及电流源技术领域，具体涉及一种低功耗电流源、电流源电路、芯片及具有其的电子设备。

背景技术

在低功耗芯片中，需要设计一款常在且功耗低的电流源为整个芯片模拟电路进行供电，提供电流偏置。而低功耗芯片一般应用在电池领域，由于电池的电压跟材质以及节数有关，要求电路还需满足电源电压有较宽的变化范围内均保持低功耗的属性，且输出的电流不随电源电压的变化而变化。

现有技术中，请参考图1，图1为现有技术中的一种电流源电路原理示意图，电流源存在简并点，即，电流源的两种工作状态，从电流零点的稳定状态切换到电源稳定输出的稳定状态，为实现电流源工作状态的平稳切换，通常需要加入启动电路，图1中晶体管M5即是为该电流源提供启动偏置，从而摆脱启动时的简并点，所以在电源VDD上电时晶体管M5打开，连通晶体管M3、M4的栅极和晶体管M1和M2栅极，由此为电流镜提供偏置电压，在电流镜输出稳定后需关闭晶体管M5才不影响电流源的输出。电路通过晶体管M1和晶体管M2对外提供N型电流源；晶体管M3和晶体管M4构成的电流镜实现对外提供P型电流源。由于低功耗应用下电源的变化范围较大（1V~5.5V），在不同的电源电压下节点a的电压Va=VDD-VGS_M4，节点b的电压Vb=VGS_M1，当电源电压越大；Va与Vb的差值越大，将导致电流镜的镜像失调较大，所以该电路的电流精度随电源电压的变化变化较大。

由于要实现低功耗下晶体管M5的关闭，需要满足如下关系：

I_M6*R₂ VDD-VGS_M4-VGS_M5

其中，I_M6为流过晶体管M6的电流，VGS_M4、VGS_M5分别为晶体管M4、M5的栅源电压，由此可见，当VDD电压较大时，需要实现低功耗需要较大的电阻R2，例如，I_M6的电流为10nA，VDD=5.5V VGS_M4=VGS_M5=1V，此时R2的电阻需要350M左右，这会导致成本较大。

因此，如何减小电流源电路的简并点状态切换的功耗并节约电阻的面积成为亟待解决的技术问题。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种低功耗电流源、电流源电路、芯片及具有其的电子设备，以减小电流源电路的启动功耗并节约电阻的面积。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例公开了一种电流源电路，包括：

P管电流镜，其电源输入端连接至电源，P管电流镜用于被镜像引出电源，以向外提供电源；

N管电流镜，连接在P管电流镜和地之间，N管电流镜与P管电流镜构成电流源；

简并点切换模块，连接在P管电流镜的偏置节点和地之间，简并点切换模块在电流源的稳定输出电源之前，保持常通状态，当P管电流镜接入电源时，P管电流镜的偏置节点流出的电流经由简并点切换模块流通，当P管电流镜的偏置节点流出的电流超过阈值时，简并点切换模块断开，以使电流源电流零点的稳定状态切换到电源稳定输出的稳定状态。

第二方面，本发明实施例公开了一种低功耗电流源，包括：