專利名稱：電流源穩(wěn)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明相關(guān)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(shù)：
在集成電路設(shè)計(jì)中，時(shí)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(gè)集成電路的偏壓部
分。在一^:的應(yīng)用中，這些偏壓通常是以電^各工作時(shí)的溫度為 基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)，而沒有特別去考慮隨溫度變化的關(guān)系。
然而事實(shí)上，在電路工作時(shí)，時(shí)常會因?yàn)榄h(huán)境溫度的變化 或電路中電子元件產(chǎn)生的熱量而改變電路工作時(shí)的溫度，溫度 的改變可能會影響信號轉(zhuǎn)換時(shí)的電路應(yīng)用，使轉(zhuǎn)換的信號帶有 溫度影響的噪聲，例如模擬數(shù)字轉(zhuǎn)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(tǒng)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(chǎn)生和溫度變化有關(guān)的電路，通常會使用雙極 結(jié)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(shù)的關(guān)系，并且受到溫 度變化的影響。VsE和溫度的關(guān)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(shí)的假定值，大約在1.14V到1.19V之間。VBEN 是當(dāng)晶體管結(jié)溫度在特定T N及I c等于某 一 特定IN時(shí)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(shù)，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(xiàn)，如圖1所示，當(dāng)溫 度T上升時(shí)，Vbe是下降的。而當(dāng)Ic上升(increasing)時(shí)，VBE 是上升的。此為BJT電路的特性，而將BJT通常應(yīng)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(fèi)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(gè)課題。

發(fā)明內(nèi)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(shù)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(shí)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(dǎo)體場效應(yīng)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(dòng)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(gè)金
屬氧化物半導(dǎo)體所構(gòu)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(shù)與該電流源的該 電流值隨溫度升高而上升的 一 系數(shù)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(shí)，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(dòng)電
路所提供。
本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)、定方法，該啟動(dòng)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(dòng)電3各主要由多個(gè)金 屬氧化物半導(dǎo)體所構(gòu)成。
本發(fā)明所述的電流源穩(wěn)定方法，該啟動(dòng)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(dǎo)體場效應(yīng)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(xiàn)。
圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的電流源穩(wěn)定電路結(jié)構(gòu)圖。 圖3是顯示本發(fā)明電流值處理示意圖。
具體實(shí)施例方式
請參閱圖2，圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的電流源穩(wěn)定電路結(jié) 構(gòu)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(dǎo)體)211、第一NMOS(N型金屬氧化物半導(dǎo)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(dǎo)體場效應(yīng)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(wù)正電路22可為 啟動(dòng)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(wù)正電路22產(chǎn)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(wù)正電3各22中的多個(gè)MOS可以利用增加或減少M(fèi)OS以改 變電流溫度系數(shù)的方法，將輸入電流隨溫度提高而上升的系數(shù) 調(diào)整為與電流源電路21提供電流隨溫度提高而上升的系數(shù)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(gè)穩(wěn)定的電流值，而不會因?yàn)闇囟鹊奶岣?而升高，也不會因溫度的下降而下降，在輸出電流的時(shí)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?jiān)賲⒖紙D3，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(chǎn)生電流值與溫度的關(guān)系如關(guān)系圖31所示， 修正電路22所產(chǎn)生輸入電流值與溫度如關(guān)系圖32所示，其中橫 軸為溫度，縱軸為電流值大小，關(guān)系圖31與關(guān)系圖32的電流值 和溫度的關(guān)系系數(shù)相同，即關(guān)系圖31與關(guān)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(guān)系圖33，在關(guān)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(shí)施例中為四個(gè)NMOS組 成的啟動(dòng)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(dǎo)體場效應(yīng)晶體管電壓參考電流源。
本發(fā)明由于沒有使用傳統(tǒng)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(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā) 明的范圍，任何熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神 和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化，因此本發(fā)明 的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
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(chǎn)生電流值與溫度的關(guān)系圖 32:修正電路22所產(chǎn)生輸入電流值與溫度關(guān)系圖 33:電流源穩(wěn)定電路2所輸出的電流值與溫度關(guān)系圖
權(quán)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(shù)與該電流源的該電流值隨溫度升高而上升的一系數(shù)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(shí)不隨著溫度改變。
2. 根據(jù)權(quán)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(dǎo)體場效應(yīng)晶體管電壓參考電流源。
3. 根據(jù)權(quán)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(dòng)電^各。
4. 根據(jù)權(quán)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(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體所構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求l所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于， 該》務(wù)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(shù)與該電流源的該電流值隨溫度升高而上升的 一 系 數(shù)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(shí)，在溫度改變的情況下不會改變。
8. 根據(jù)權(quán)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(dòng)電路所一是供。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于， 該啟動(dòng)電J各l禹4妄于該電流源。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于， 該啟動(dòng)電路主要由多個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體所構(gòu)成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電流源穩(wěn)定方法，其特征在于， 該啟動(dòng)電路不包括二極管。
12. 根據(jù)權(quán)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(dǎo)體場效應(yīng)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(shù)與該電流源隨溫度升高而上升的一系數(shù)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(shí)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(quán)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