超高电源抑制比CMOS可编程恒定跨导偏置电流源的制作方法

本申请涉及电流源，特别是涉及一种超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源。

背景技术：

1、恒流源、交流恒流源、直流恒流源、电流发生器、大电流发生器又叫电流源、稳流源，是一种宽频谱，高精度交流稳流电源，具有响应速度快，恒流精度高、能长期稳定工作，适合各种性质负载等优点。目前，市面上使用较多的为恒定跨导偏置电流源。

2、传统恒定跨导偏置电流源如附图1所示，该电路的跨导只与电阻r有关，当电阻值为常数，则跨导恒定。该电路示例有以下问题，首先，m1为了规避mos管体效应，将其背栅与源极短接，导致m1与m2处于不同的n阱，而二者呈倍数关系，需要匹配；其次，电路使用了放大器，因此需要为放大器提供相应的直流偏置；最后，片内电阻本身具有温度系数，并受工艺偏差的影响，而电阻值的变化直接导致偏置电流和相关器件跨导的变化。

3、因此，需要对传统恒定跨导偏置电流源做改进，以提供一种能更好匹配、无需额外偏置支路的超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够能更好匹配、无需额外偏置支路的超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源。

2、本发明技术方案如下：

3、一种超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源，包括启动电路，还包括n阱匹配电路、差分降噪电路、频率补偿电路和放大器电路；所述n阱匹配电路与所述启动电路连接，所述差分降噪电路与所述n阱匹配电路和所述启动电路均连接，所述频率补偿电路与所述n阱匹配电路、所述差分降噪电路均连接，所述放大器电路与所述n阱匹配电路、所述差分降噪电路、所述频率补偿电路均连接。

4、在可能的优选实施方式中，所述n阱匹配电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管和n阱调整电阻；所述第一晶体管和所述第二晶体管均与电源端连接；所述第二晶体管与所述第三晶体管连接；所述第三晶体管和所述第四晶体管连接；所述第一晶体管和所述第三晶体管还与所述启动电路连接；所述第三晶体管和所述第四晶体管还与所述差分降噪电路、所述频率补偿电路和所述放大器电路连接；所述n阱调整电阻的一端连接所述第一晶体管，所述n阱调整电阻的另一端连接所述第三晶体管和所述第二晶体管。

5、在可能的优选实施方式中，所述差分降噪电路包括第五晶体管和第六晶体管，所述第五晶体管和所述第六晶体管均与所述启动电路和所述放大器电路连接；所述第五晶体管和第六晶体管连接；所述第五晶体管与所述第三晶体管连接；所述第六晶体管与所述频率补偿电路连接。

6、在可能的优选实施方式中，所述频率补偿电路包括第一电容和第一电阻；所述第一电容的一端连接所述第四晶体管和所述第六晶体管；所述第一电阻与所述第一电容连接；所述第一电阻还与所述放大器电路连接。

7、在可能的优选实施方式中，所述放大器电路包括第一放大器、第九放大器、第十放大器、第七放大器和第八放大器；所述第一放大器与所述第二晶体管连接；所述第九放大器与所述第一电阻、所述第四晶体管均连接；所述第八放大器与所述第五晶体管和所述第六晶体管均连接；所述第九放大器、所述第十放大器均与所述第一放大器连接；所述第九放大器与所述第十放大器连接；所述第七放大器和所述第八放大器连接；所述第九放大器与所述第七放大器连接；所述第十放大器与所述第八放大器连接。

8、在可能的优选实施方式中，还包括共源共栅负载电路，所述共源共栅负载电路与所述第七放大器连接。

9、在可能的优选实施方式中，所述共源共栅负载电路包括第十二晶体管、第十三晶体管、负载电阻、第十四晶体管和第十一晶体管；所述第十二晶体管与所述第十三晶体管连接；所述负载电阻与所述第十三晶体管连接；所述第十四晶体管与所述负载电阻连接；所述第十一晶体管与所述第十四晶体管连接。

10、在可能的优选实施方式中，还包括电流输出可调电路，所述电流输出可调电路包括第一pmos共源共栅电流镜阵列、第二pmos共源共栅电流镜阵列、第一电流镜阵列和第二电流镜阵列；所述第一pmos共源共栅电流镜阵列与第二pmos共源共栅电流镜阵列连接；所述第一pmos共源共栅电流镜阵列与所述第十二晶体管、所述第十三晶体管均连接；所述第二pmos共源共栅电流镜阵列与所述负载电阻连接；所述第一pmos共源共栅电流镜阵列与所述第一电流镜阵列连接；所述第二pmos共源共栅电流镜阵列还与所述第二电流镜阵列连接。

11、在可能的优选实施方式中，所述电流输出可调电路还包括第十电阻、第十七晶体管、第十吴晶体管、第十八晶体管、第十六晶体管、第二十四晶体管、第二十三晶体管、第二电阻、第十九晶体管、第二十晶体管、第二十一晶体管和第二十二晶体管；所述第十电阻与所述第二电流镜阵列连接；所述第十电阻与所述第十七晶体管连接；所述第十七晶体管与所述第十吴晶体管和所述第十八晶体管连接；所述第十七晶体管、所述第十吴晶体管、第十八晶体管均与所述第十六晶体管连接；所述第二十四晶体管与所述第二十三晶体管连接；所述第二电阻与所述第十八晶体管连接；所述第二十一晶体管和所述第二电阻连接；所述第十九晶体管与所述第二十晶体管、所述第二十一晶体管均连接；所述第二十二晶体管与所述第二电阻和所述第二十晶体管均连接。

12、在可能的优选实施方式中，还包括第一使能控制晶体管、第二使能控制晶体管和第三使能控制晶体管，所述第一使能控制晶体管与所述启动电路连接；所述第二使能控制晶体管与所述第十三晶体管连接；所述第三使能控制晶体管与所述第十七晶体管连接。

13、本发明实现技术效果如下：

14、本发明通过设置n阱匹配电路、差分降噪电路、频率补偿电路和放大器电路；所述n阱匹配电路与所述启动电路连接，所述差分降噪电路与所述n阱匹配电路和所述启动电路均连接，所述频率补偿电路与所述n阱匹配电路、所述差分降噪电路均连接，所述放大器电路与所述n阱匹配电路、所述差分降噪电路、所述频率补偿电路均连接，进而使得本发明能够输出具有超高电源抑制比的直流偏置电流；以维持mos晶体管跨导稳定，且对电源电压和温度变化不敏感，并实现该输出偏置电流编程可调功能。

技术特征：

1.一种超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源，包括启动电路，其特征在于，还包括n阱匹配电路、差分降噪电路、频率补偿电路和放大器电路；所述n阱匹配电路与所述启动电路连接，所述差分降噪电路与所述n阱匹配电路和所述启动电路均连接，所述频率补偿电路与所述n阱匹配电路、所述差分降噪电路均连接，所述放大器电路与所述n阱匹配电路、所述差分降噪电路、所述频率补偿电路均连接。

2.根据权利要求1所述的超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源，其特征在于，所述n阱匹配电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管和n阱调整电阻；所述第一晶体管和所述第二晶体管均与电源端连接；所述第二晶体管与所述第三晶体管连接；所述第三晶体管和所述第四晶体管连接；所述第一晶体管和所述第三晶体管还与所述启动电路连接；所述第三晶体管和所述第四晶体管还与所述差分降噪电路、所述频率补偿电路和所述放大器电路连接；所述n阱调整电阻的一端连接所述第一晶体管，所述n阱调整电阻的另一端连接所述第三晶体管和所述第二晶体管。

3.根据权利要求2所述的超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源，其特征在于，所述差分降噪电路包括第五晶体管和第六晶体管，所述第五晶体管和所述第六晶体管均与所述启动电路和所述放大器电路连接；所述第五晶体管和第六晶体管连接；所述第五晶体管与所述第三晶体管连接；所述第六晶体管与所述频率补偿电路连接。

4.根据权利要求3所述的超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源，其特征在于，所述频率补偿电路包括第一电容和第一电阻；所述第一电容的一端连接所述第四晶体管和所述第六晶体管；所述第一电阻与所述第一电容连接；所述第一电阻还与所述放大器电路连接。

5.根据权利要求4所述的超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源，其特征在于，所述放大器电路包括第一放大器、第九放大器、第十放大器、第七放大器和第八放大器；所述第一放大器与所述第二晶体管连接；所述第九放大器与所述第一电阻、所述第四晶体管均连接；所述第八放大器与所述第五晶体管和所述第六晶体管均连接；所述第九放大器、所述第十放大器均与所述第一放大器连接；所述第九放大器与所述第十放大器连接；所述第七放大器和所述第八放大器连接；所述第九放大器与所述第七放大器连接；所述第十放大器与所述第八放大器连接。

6.根据权利要求5所述的超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源，其特征在于，还包括共源共栅负载电路，所述共源共栅负载电路与所述第七放大器连接。

7.根据权利要求6所述的超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源，其特征在于，所述共源共栅负载电路包括第十二晶体管、第十三晶体管、负载电阻、第十四晶体管和第十一晶体管；所述第十二晶体管与所述第十三晶体管连接；所述负载电阻与所述第十三晶体管连接；所述第十四晶体管与所述负载电阻连接；所述第十一晶体管与所述第十四晶体管连接。

8.根据权利要求7所述的超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源，其特征在于，还包括电流输出可调电路，所述电流输出可调电路包括第一pmos共源共栅电流镜阵列、第二pmos共源共栅电流镜阵列、第一电流镜阵列和第二电流镜阵列；所述第一pmos共源共栅电流镜阵列与第二pmos共源共栅电流镜阵列连接；所述第一pmos共源共栅电流镜阵列与所述第十二晶体管、所述第十三晶体管均连接；所述第二pmos共源共栅电流镜阵列与所述负载电阻连接；所述第一pmos共源共栅电流镜阵列与所述第一电流镜阵列连接；所述第二pmos共源共栅电流镜阵列还与所述第二电流镜阵列连接。

9.根据权利要求8所述的超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源，其特征在于，所述电流输出可调电路还包括第十电阻、第十七晶体管、第十吴晶体管、第十八晶体管、第十六晶体管、第二十四晶体管、第二十三晶体管、第二电阻、第十九晶体管、第二十晶体管、第二十一晶体管和第二十二晶体管；所述第十电阻与所述第二电流镜阵列连接；所述第十电阻与所述第十七晶体管连接；所述第十七晶体管与所述第十吴晶体管和所述第十八晶体管连接；所述第十七晶体管、所述第十吴晶体管、第十八晶体管均与所述第十六晶体管连接；所述第二十四晶体管与所述第二十三晶体管连接；所述第二电阻与所述第十八晶体管连接；所述第二十一晶体管和所述第二电阻连接；所述第十九晶体管与所述第二十晶体管、所述第二十一晶体管均连接；所述第二十二晶体管与所述第二电阻和所述第二十晶体管均连接。

10.根据权利要求9所述的超高电源抑制比cmos可编程恒定跨导偏置电流源，其特征在于，还包括第一使能控制晶体管、第二使能控制晶体管和第三使能控制晶体管，所述第一使能控制晶体管与所述启动电路连接；所述第二使能控制晶体管与所述第十三晶体管连接；所述第三使能控制晶体管与所述第十七晶体管连接。

技术总结本发明涉及一种超高电源抑制比CMOS可编程恒定跨导偏置电流源，其包括N阱匹配电路、差分降噪电路、频率补偿电路和放大器电路；其中所述N阱匹配电路与所述启动电路连接，所述差分降噪电路与所述N阱匹配电路和所述启动电路均连接，所述频率补偿电路与所述N阱匹配电路、所述差分降噪电路均连接，所述放大器电路与所述N阱匹配电路、所述差分降噪电路、所述频率补偿电路均连接，经此设置本发明能够输出具有超高电源抑制比的直流偏置电流，以维持MOS晶体管跨导稳定，且对电源电压和温度变化不敏感，并实现该输出偏置电流编程可调功能。技术研发人员：张坤受保护的技术使用者：苏州徴格半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18