專利名稱：電子電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子電路，特別是涉及一種產(chǎn)生與溫度及電源電壓無關(guān)的基準電流的電流基準電路。
第二分支電路包括第二、第三、第四和第五雙極型晶體管。第二和第三晶體管的基極連在一起，并與第三晶體管的集電極相連。第三晶體管的集電極還通過第二電阻與第二電源電壓干線相連。第二晶體管的發(fā)射極連接到第四晶體管的集電極，還連接到第五晶體管的基極。第三晶體管的發(fā)射極連接到第五晶體管的集電極，還連接到第四晶體管的基極。第四晶體管的發(fā)射極通過第三電阻與第一電源電壓干線相連，而且第五晶體管的發(fā)射極也與第一電源電壓干線相連。
流過第二分支電路集電極的電流就是該電路產(chǎn)生的電流。
該電路還包括將第一和第二分支電路產(chǎn)生的電流求和以產(chǎn)生輸出電流的裝置。
重要的是，根據(jù)本發(fā)明，第二分支電路中第二晶體管的基極與第一分支電路中第一晶體管的基極相連。這樣，第二分支電路用來提供第一分支電路中第一晶體管的偏壓，因而不必再提供任何另外的偏壓。這樣做減少了電路所需的功率，而且也減少了該電路在構(gòu)成集成電路設(shè)備一部分時占用的面積。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二種電路的電路圖。
優(yōu)選實施方案詳述

圖1所示電路由一正溫度系數(shù)分支電路2，一負溫度系數(shù)分支電路4，和一求和電路6組成。
正溫度系數(shù)分支電路2由NPN型晶體管Q1，Q2，Q3和Q4，以及電阻R1和R2組成。晶體管Q1的基極和集電極連在一起，并通過第一電阻R1與正電源電壓干線Vcc相連。晶體管Q1的基極也同晶體管Q2的基極相連。晶體管Q1的發(fā)射區(qū)域與晶體管Q2的發(fā)射區(qū)域的比值是A。
晶體管Q1的發(fā)射極與晶體管Q3的集電極，及晶體管Q4的基極相連。晶體管Q2的發(fā)射極與晶體管Q4的集電極，及晶體管Q3的基極相連。晶體管Q4的發(fā)射區(qū)域與晶體管Q3的發(fā)射區(qū)域的比值也是A。
晶體管Q3的發(fā)射極接地，晶體管Q4的發(fā)射極通過第二電阻R2接地。
流過晶體管Q2集電極的電流用I1表示。
負溫度系數(shù)分支電路4由NPN型晶體管Q5，和電阻R3組成。晶體管Q5的基極同晶體管Q2的基極相連，從而被偏置。晶體管Q5的發(fā)射極通過電阻R3接地。晶體管Q5的集電極同晶體管Q2的集電極在一電流求和節(jié)點相連。
流過晶體管Q5集電極的電流用I2表示。
求和電路6實際上是一個鏡像電流源，由PNP型晶體管Q6和Q7組成。晶體管Q6的基極和集電極連在一起，并與電流求和節(jié)點相連。此外，晶體管Q6和Q7的基極連在一起，晶體管Q6和Q7的發(fā)射極與正電源電壓Vcc相連。
流過晶體管Q7集電極的電流用Iref表示，而且毫無疑問可以提供給其它任何電路。
如果需要，還可以用和晶體管Q7一樣的方式連接更多的晶體管，從而向其它電路提供相同的輸出電流Iref。
在正溫度系數(shù)分支電路2中，電阻R1兩端產(chǎn)生的電壓是UT.1n(A2)，其中UT是熱電壓kT/q，k是玻耳茲曼常數(shù)，T是絕對溫度，q是一個電子所帶的電荷。因此，假如該晶體管的電流增益β高，則Q2的集電極中的電流I1由下式給出I1＝UT.1n(A2)/R2這樣，如果電阻R2有零溫度系數(shù)，I1就與絕對溫度成正比，而且基本上與電源電壓及R1的值無關(guān)。
在負溫度系數(shù)分支電路4中，必須注意晶體管Q2的基極被偏置到晶體管基極-發(fā)射極電壓的兩倍，所以晶體管Q5的基極也被偏置到相同的電壓。因此晶體管Q5的發(fā)射極被偏置到與一個基極-發(fā)射極電壓相等的電平。眾所周知硅二極管的結(jié)電壓隨溫度變化，溫度系數(shù)大約為-2mV.K-1。這樣，流過晶體管Q5的集電極電流I2由下式給出I2＝(VbeQ5+k1.ΔT)/R3其中VbeQ5是Q5在一個溫度下的基極-發(fā)射極電壓，ΔT是從該溫度起始的溫度變化量，k1是溫度系數(shù)-2mV.K-1。
因此，輸出電流Iref由下式給出Iref=Ur×lnA2R2+VbeQ5+k1.ΔTR3]]>下面給出了用于輸出電流的一溫度系數(shù)∂(Iref)∂T=k/q×lnA2R2+k1R3]]>因而可以選擇電阻值R3∶R2的比值，以給出輸出電流溫度系數(shù)的任何期望值，包括零。
如果R2和R3有可以忽略的溫度系數(shù)，那么如果R3R2=k1k/q×lnA2]]>輸出電流將會有零溫度系數(shù)。
就象實際的情形一樣，如果電阻本身沒有零溫度系數(shù)，可以通過選擇電阻值的比例來解決這個問題。
圖2顯示了一種改進的電路，其中與圖1相同標號表示的元件有同樣的功能。為了提高圖1所示電路的精度，電阻R1可以用一高阻值電阻，由它產(chǎn)生輸入電流。用與晶體管Q7相同的方式連接的另一個PNP型晶體管Q8的集電極與晶體管Q1的基-集結(jié)相連。那么，啟動后，一個與輸出電流Iref相同的電流就提供給了Q1。由于該電流在很大程度上與電源電壓的波動無關(guān)，這樣就消除了輸出電流可能不準確的一個原因。
這樣就提供了一種能提供有期望溫度系數(shù)的基準電流的電路，包括提供與溫度無關(guān)的基準電流，而僅使用少數(shù)元件且電耗低。
權(quán)利要求
1.一種電流源電路，包括具有負溫度系數(shù)的第一電流源分支電路，和具有正溫度系數(shù)的第二電流源分支電路，其中第一電流源分支電路包括第一雙極型晶體管，其發(fā)射極通過第一電阻與第一電源電壓干線相連，其中第二電流源分支電路包括第二，第三，第四和第五雙極型晶體管，第二和第三晶體管的基極連在一起，并與第三晶體管的集電極相連，第三晶體管的集電極通過第二電阻與第二電源電壓干線相連，第二晶體管的發(fā)射極與第四晶體管的集電極及第五晶體管的基極相連，第三晶體管的發(fā)射極與第五晶體管的集電極及第四晶體管的基極相連，第四晶體管的發(fā)射極通過第三電阻與第一電源電壓干線相連，而且第五晶體管的發(fā)射極也與第一電源電壓干線相連；該電流源電路還包括用于將流經(jīng)第一晶體管和第二晶體管的電流求和以產(chǎn)生輸出電流的裝置；而且第二晶體管的基極與第一晶體管的基極相連，從而提供偏置電壓。
2.權(quán)利要求1中所述的電流源電路，其中選擇第一和第二電阻阻值的比例，以給出輸出電流的期望溫度系數(shù)。
3.權(quán)利要求2中所述的電流源電路，其中輸出電流的期望溫度系數(shù)是零。
4.權(quán)利要求1中所述的電流源電路，包括一個鏡像電流源電路，其中輸出電流是與第三晶體管的基極和集電極相連的電流源輸出線上的電流的鏡像。
全文摘要
一種電流基準電路，包括一個正溫度系數(shù)電路和一個負溫度系數(shù)電路，這些電路的溫度系數(shù)可以調(diào)節(jié)以給出與溫度無關(guān)的輸出電流。正溫度系數(shù)電路中一個晶體管的基極連接到負溫度系數(shù)電路中一個晶體管的基極以圍棋提供偏壓。
文檔編號H03F1/30GK1411571SQ00817383
公開日2003年4月16日 申請日期2000年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月20日
發(fā)明者R·戈德曼, R·威爾遜 申請人:艾利森電話股份有限公司