本實(shí)用新型涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電流源電路、芯片及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

在集成電路領(lǐng)域中，對(duì)于不同的模擬集成電路，其所需要的電流源均有所不同，例如，模數(shù)轉(zhuǎn)換器所需的電流源與USB接口電路所需的電流源互不相同。

現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)通過配置電流基準(zhǔn)源的各個(gè)電性參數(shù)，從而使其能夠產(chǎn)生不同的正溫度系數(shù)電流源及零溫度系數(shù)電流源。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)存在以下問題：現(xiàn)有電流基準(zhǔn)源的電路設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，并且電流基準(zhǔn)源的每種器件電性參數(shù)特性及溫度特性均是確定的，因此，現(xiàn)有電流基準(zhǔn)源還未能夠產(chǎn)生任意比例系數(shù)的電流源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)目的旨在提供一種電流源電路、芯片及電子設(shè)備，其解決現(xiàn)有電流源電路比較復(fù)雜并且未能夠產(chǎn)生任意比例系數(shù)的電流源。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供以下技術(shù)方案：

在第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電流源電路，所述電流源電路包括：比例電路，用于響應(yīng)于輸入的第一電流，將所述第一電流配置成第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)的第二電流；鏡像電流源，其包括第一節(jié)點(diǎn)，所述鏡像電流源的第一節(jié)點(diǎn)與所述比例電路連接，并且用于響應(yīng)于輸入的所述第二電流及第三電流，將所述第二電流及第三電流進(jìn)行相加。

可選地，所述第一電流為正溫度系數(shù)電流或負(fù)溫度系數(shù)電流；所述第三電流為正溫度系數(shù)電流或負(fù)溫度系數(shù)電流。

可選地，所述比例電路包括電阻單元及比例單元，所述電阻單元與所述比例單元連接，所述電阻單元配置有第二預(yù)設(shè)比例系數(shù)的電阻值，所述比例單元響應(yīng)于所述第一電流及所述電阻單元的兩端電壓，將所述第一電流配置成第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)的第二電流。

可選地，所述電阻單元包括配置有第二預(yù)設(shè)比例系數(shù)的第一電阻；所述比例單元包括：第二電阻、第一NMOS管、運(yùn)放器及電流鏡像單元；所述第二電阻的一端接地，所述第二電阻的另一端與所述運(yùn)放器的同相輸入端連接并且用于輸入所述第一電流，所述運(yùn)放器的反相輸入端分別與所述第一電阻的一端和所述第一NMOS管的源極連接，所述第一電阻的一端接地，所述運(yùn)放器的輸出端與所述第一NMOS管的柵極連接，所述第一NMOS管的漏極與所述電流鏡像單元的輸入端連接，所述電流鏡像單元的輸出端與所述第一節(jié)點(diǎn)連接并且用于輸出第二電流；所述電流鏡像單元用于根據(jù)所述第一電阻的兩端電壓，將所述第一電流配置成第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)的第二電流。

可選地，所述電流鏡像單元包括：第一PMOS管及第二PMOS管；所述第二PMOS管的漏極為所述電流鏡像單元的輸入端，所述第一PMOS管的漏極為所述電流鏡像單元的輸出端；所述第一NMOS管的漏極分別與所述第一PMOS管的柵極、所述第二PMOS管的漏極、所述第二PMOS管的柵極連接，所述第一PMOS管及第二PMOS管的源極皆連接外部電源，所述第一PMOS管的漏極與所述第一節(jié)點(diǎn)連接并且用于輸出所述第二電流。

可選地，所述電流鏡像單元還包括：第三PMOS管及第四PMOS管；所述第三PMOS管的源極與所述第一PMOS管的漏極連接，所述第三PMOS管及第四PMOS管的柵極用于連接偏置電壓，所述第三PMOS管的漏極與所述第一節(jié)點(diǎn)連接并且用于輸出所述第二電流，所述第四PMOS管的源極與所述第二PMOS管的漏極連接，所述第四PMOS管的漏極分別與所述第一PMOS管的柵極和所述第二PMOS管的柵極連接。

可選地，所述第一PMOS管的寬長比與所述第二PMOS管的寬長比之間的比例為寬長比例系數(shù)；所述寬長比例系數(shù)與所述第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)相乘的結(jié)果為所述第二預(yù)設(shè)比例系數(shù)。

可選地，所述鏡像電流源包括：第二NMOS管及第三NMOS管；所述第二NMOS管的漏極為第一節(jié)點(diǎn)并且用于接收所述第二電流及第三電流，所述第二NMOS管的漏極分別與所述第二NMOS管及第三NMOS管的柵極連接，所述第二NMOS管及第三NMOS管的源極接地，所述第三NMOS管的漏極用于輸出將所述第二電流及第三電流相加后的總和電流。

在第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種芯片，所述芯片包括上述的電流源電路。

在第三方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括上述的電流源電路。

在本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中，比例電路將第一電流配置成第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)的第二電流，鏡像電流源將第二電流及第三電流進(jìn)行相加，其中，第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)可以由設(shè)計(jì)者根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行配置，因此，該電流源電路能夠輸出任意比例系數(shù)的電流源，并且其電路結(jié)構(gòu)簡單科學(xué)。

附圖說明

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例通過與之對(duì)應(yīng)的附圖中的圖片進(jìn)行示例性說明，這些示例性說明并不構(gòu)成對(duì)實(shí)施例的限定，附圖中具有相同參考數(shù)字標(biāo)號(hào)的元件表示為類似的元件，除非有特別申明，附圖中的圖不構(gòu)成比例限制。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電流源電路的電路原理框圖；

圖2是本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供一種電流源電路的電路原理框圖；

圖3是本實(shí)用新型又另一實(shí)施例提供一種電流源電路的電路原理框圖；

圖4是本實(shí)用新型又另一實(shí)施例提供一種電流源電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型又另一實(shí)施例提供一種電流源電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型又另一實(shí)施例提供一種電流源電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電流源電路的電路原理框圖。如圖1所示，該電流源電路100包括比例電路11及鏡像電流源12，鏡像電流源12包括第一節(jié)點(diǎn)12A，鏡像電流源12的第一節(jié)點(diǎn)12A與比例電路11連接。

比例電路11響應(yīng)于輸入的第一電流，將第一電流配置成第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)的第二電流，其中，第一電流可以為外部電流源產(chǎn)生的電流。設(shè)計(jì)者可以通過配置比例電路11中的各個(gè)器件電性參數(shù)，以根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用需求通過比例電路11將第一電流放大或者縮小至任意期望的倍數(shù)，因此，該第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)可以為任意值。第二電流及第三電流匯聚于第一節(jié)點(diǎn)12A，鏡像電流源12響應(yīng)于輸入的第二電流及第三電流，將第二電流及第三電流進(jìn)行相加，并且將相加后的總和電流輸出外圍電路，外圍電路可以為一些模擬集成電路。

因此，該電流源電路100能夠輸出任意比例系數(shù)的電流源，并且其電路結(jié)構(gòu)簡單科學(xué)。

在一些實(shí)施例中，第一電流為正溫度系數(shù)電流或負(fù)溫度系數(shù)電流，第三電流為正溫度系數(shù)電流或負(fù)溫度系數(shù)電流。正溫度系數(shù)電流是與絕對(duì)溫度成正比的電流，負(fù)溫度系數(shù)電流是與絕對(duì)溫度成反比的電流。在集成模擬電路中，正溫度系數(shù)電流或負(fù)溫度系數(shù)電流可以由一些常用的基準(zhǔn)電流源電路產(chǎn)生，例如，使用VTH(電壓閾值)為基準(zhǔn)的電流源，Widlar電流源(微電流源)、電壓控制的基準(zhǔn)電流源。因此，第一電流或第三電流可以由上述各種電流源電路產(chǎn)生。

隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，集成電路工藝技術(shù)也日新月異，但無論哪種工藝技術(shù)平臺(tái)，它所能提供的器件都是有限的。且每種器件的電性參數(shù)特性及溫度特性均是確定的。因此，根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用的需求和特點(diǎn)在特定的工藝平臺(tái)下，受限于平臺(tái)器件的特性，產(chǎn)生任意溫度系數(shù)電流源是比較困難的。然而，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，其通過簡單的電路架構(gòu)，結(jié)合能夠產(chǎn)生正溫度系數(shù)電流及負(fù)溫度系數(shù)電流的各種電流源，將第一電流及第三電流配置成任意溫度系數(shù)的電流，從而滿足實(shí)際應(yīng)用的產(chǎn)品需求。

在一些實(shí)施例中，如圖2所示，比例電路11包括電阻單元111及比例單元112，電阻單元111與比例單元112連接，電阻單元111配置有第二預(yù)設(shè)比例系數(shù)的電阻值，比例單元112響應(yīng)于第一電流及電阻單元111的兩端電壓，將第一電流配置成第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)的第二電流。如同上面所述，現(xiàn)有的集成電路設(shè)計(jì)工藝所限于工藝平臺(tái)及平臺(tái)器件的特性，現(xiàn)有電流鏡的最小分辨率太大而產(chǎn)生精度誤差，究其原因，其在于采用電流鏡的方式以產(chǎn)生電流，然而，如同上面所述，集成電路提供的器件都是有限的，且每種器件的電性參數(shù)特性及溫度特性均是確定的，例如，對(duì)于PMOS管或NMOS管，其本身的電性參數(shù)特性及溫度特性是確定的，采用包括PMOS管或NMOS管的電流鏡產(chǎn)生的電流始終是存在精度誤差，最小分辨率太大。

但是，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，由于電阻的線性化特性，通過調(diào)節(jié)電阻單元111的阻值，其能夠觸發(fā)比例單元112輸出高精度的溫度系數(shù)電流。相對(duì)于現(xiàn)有采用電流鏡以匹配出精度高的電流源，通過利用集成電路中電阻單元111的匹配精度高于電流鏡的匹配精度的特性，以提高溫度系數(shù)的精度以及批量產(chǎn)品時(shí)該項(xiàng)指標(biāo)的良率。并且，采用電阻比例的方式，可以不再受限于電流鏡的最小分辨率太大所帶來的精度誤差。因?yàn)殡娮璞壤入娏麋R比例在相同面積條件下可以做到更高的分辨率，可以真正無限接近所設(shè)定的溫度系數(shù)。

圖3所示的實(shí)施例與上述各個(gè)實(shí)施例的不同點(diǎn)在于：如圖3所示，電阻單元111包括配置有第二預(yù)設(shè)比例系數(shù)的第一電阻R1，比例單元112包括：第二電阻R2、第一NMOS管NQ1、運(yùn)放器U1及電流鏡像單元30。第二電阻R2的一端接地，第二電阻R2的另一端與運(yùn)放器U1的同相輸入端連接并且用于輸入第一電流，運(yùn)放器U1的反相輸入端分別與第一電阻R1的一端和第一NMOS管NQ1的源極連接，第一電阻R1的一端接地，運(yùn)放器U1的輸出端與第一NMOS管NQ1的柵極連接，第一NMOS管NQ1的漏極與電流鏡像單元30的輸入端連接，電流鏡像單元30的輸出端與第一節(jié)點(diǎn)12A連接并且用于輸出第二電流。

電流鏡像單元30根據(jù)第一電阻R1的兩端電壓，將第一電流配置成第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)的第二電流。

圖4所示的實(shí)施例與上述各個(gè)實(shí)施例的不同點(diǎn)在于：如圖4所示，電流鏡像單元30包括：第一PMOS管PQ1及第二PMOS管PQ2。第二PMOS管PQ2的漏極為電流鏡像單元30的輸入端，第一PMOS管PQ1的漏極為電流鏡像單元30的輸出端。第一NMOS管NQ1的漏極分別與第一PMOS管PQ1的柵極、第二PMOS管PQ2的漏極、第二PMOS管PQ2的柵極連接，第一PMOS管PQ1及第二PMOS管PQ2的源極皆連接外部電源，第一PMOS管PQ1的漏極與第一節(jié)點(diǎn)12A連接并且用于輸出第二電流。

進(jìn)一步的，如圖4所示，鏡像電流源12包括：第二NMOS管NQ2及第三NMOS管NQ3。第二NMOS管NQ2的漏極為第一節(jié)點(diǎn)12A并且用于接收第二電流及第三電流，第二NMOS管NQ2的漏極分別與第二NMOS管NQ2及第三NMOS管NQ3的柵極連接，第二NMOS管NQ2及第三NMOS管NQ3的源極接地，第三NMOS管NQ3的漏極用于輸出將第二電流及第三電流相加后的總和電流I(T)。

下面，為了詳細(xì)闡述本實(shí)用新型實(shí)施例的目的，現(xiàn)：假設(shè)第一電流為負(fù)溫度系數(shù)電流I_ctat，第三電流為正溫度系數(shù)電流I_ptat，相加后的總和電流為I(T)。

請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D4。設(shè)：第一PMOS管PQ1的寬長比為A，第二PMOS管PQ2的寬長比為B，第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)為第二預(yù)設(shè)比例系數(shù)為

現(xiàn)結(jié)合圖4，詳細(xì)闡述本實(shí)用新型實(shí)施例的原理。如下所述：

正溫度系數(shù)的電流源通常由ΔVbe/R得到，R取最大負(fù)溫度系數(shù)的電阻，可得到該工藝條件下能夠產(chǎn)生的最大的正溫度系數(shù)的電流源；負(fù)溫度系數(shù)的電流源通?？梢杂蒝be/R’得到，R'取最大正溫度系數(shù)的電阻，可得到該工藝條件下能夠產(chǎn)生的最大的負(fù)溫度系數(shù)的電流源。

在根據(jù)電路和應(yīng)用要求選取適當(dāng)電阻的基礎(chǔ)上，可以得到：

I(T)＝m*I_ptat+n*I_ctat

對(duì)m、n做歸一化處理，可得到：

其中I'(T)和溫度系數(shù)I(T)一致。

因此，可以根據(jù)上述的原理設(shè)計(jì)出上述各個(gè)實(shí)施例的電路圖。

在一些實(shí)施例中，第一PMOS管PQ1的寬長比A與第二PMOS管PQ2的寬長比B之間的比例為寬長比例系數(shù)，寬長比例系數(shù)與第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)相乘的結(jié)果為第二預(yù)設(shè)比例系數(shù)。例如，當(dāng)A＝B＝1時(shí)，如圖5所示的電流源電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6所示的實(shí)施例與上述各個(gè)實(shí)施例的不同點(diǎn)在于：如圖6所示，電流鏡像單元30還包括：第三PMOS管PQ3及第四PMOS管PQ4。第三PMOS管PQ3的源極與第一PMOS管PQ1的漏極連接，第三PMOS管PQ3及第四PMOS管PQ4的柵極用于連接偏置電壓V_bias，第三PMOS管PQ3的漏極與第一節(jié)點(diǎn)12A連接并且用于輸出第二電流，第四PMOS管PQ4的源極與第二PMOS管PQ2的漏極連接，第四PMOS管PQ4的漏極分別與第一PMOS管PQ1的柵極和第二PMOS管PQ2的柵極連接。

通過在第一PMOS管PQ1及第二PMOS管PQ2組成的電流鏡中新增第三PMOS管PQ3及第四PMOS管PQ4組成的另一電流鏡，其能夠穩(wěn)定可靠地匹配出配置有第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)的第二電流。

作為本實(shí)用新型實(shí)施例的另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種芯片，該芯片包括如圖1至圖6任意所示的電流源電路。

作為本實(shí)用新型實(shí)施例的另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括如圖1至圖6任意所示的電流源電路。

在本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中，比例電路將第一電流配置成第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)的第二電流，鏡像電流源將第二電流及第三電流進(jìn)行相加，其中，第一預(yù)設(shè)比例系數(shù)可以由設(shè)計(jì)者根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行配置，因此，該電流源電路能夠輸出任意比例系數(shù)的電流源，并且其電路結(jié)構(gòu)簡單科學(xué)。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；在本實(shí)用新型的思路下，以上實(shí)施例或者不同實(shí)施例中的技術(shù)特征之間也可以進(jìn)行組合，步驟可以以任意順序?qū)崿F(xiàn)，并存在如上所述的本實(shí)用新型的不同方面的許多其它變化，為了簡明，它們沒有在細(xì)節(jié)中提供；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本申請(qǐng)各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。