包括偏置电流发生器的设备的制作方法

本公开涉及包括偏置电流发生器的设备。具体地，本公开涉及包括多个负阈值晶体管的偏置电流发生器。

背景技术：

1、偏置电流发生器是被用于生成偏置电流的电路。偏置电流通常是指被生成并提供给例如芯片上需要偏置电流来进行其操作的其他电路的电流。低功率芯片中需要多个纳安级偏置电流发生器，多个纳安级偏置电流发生器被用于生成纳安量级的偏置电流。使用现有技术对这样的电路进行调整(trim)非常耗时并且因此成本高昂。

2、可以包括多个纳安级偏置电流发生器(例如，八到十个纳安级偏置电流发生器)的电路包括但不限于：带隙单元；低频振荡器；上电复位电路；欠压锁定(uvlo)电路；测试复用缓冲器；低压差稳压器(ldo)；ldo电流限制偏置电路；以及低压启动电路。

3、图1是已知的偏置电流发生器100的示意图，偏置电流发生器100包括负阈值nmos器件102以及用于生成偏置电流ibias的多晶硅电阻器104。偏置电流ibias如下：

4、

5、其中vthnmos是器件102的阈值电压并且rpoly是多晶硅电阻器的电阻。

6、发生器100的缺点如下：

7、·这样的电路包括大型电阻器，这意味着与其他模拟有源电路相比，该电路将在芯片上占据相当大的面积。当单个芯片上需要多个偏置电流发生器时，这一点尤其重要。

8、·需要多次测量来评估如式(1)所例示的偏置电流ibias。具体而言，必须测量vthnmos和rpoly两者。或者必须测量所生成的电流本身。但是，为了直接测量所生成的偏置电流，可能需要将偏置电流放大到可测量的水平。该过程可能会引入缩放误差。

9、·多晶硅电阻器104在纳安级应用中仅承载小电流，并且其电阻rpoly将很大，这意味着测量电阻rpoly以及因此偏置电流ibias可能非常耗时，并且可能导致测量成本增加。

10、·尽管可以缩小多晶硅电阻器104来减小其电阻rpoly，以加快测量过程，但是存在可能导致测量不准确的缩放误差。

11、·可以测量所生成的ibias电流的放大版本来加快该过程，但如前所述，它也将会具有缩放误差。

12、·测量偏置电流ibias的挑战可能导致比预期更具挑战性的调整过程。

技术实现思路

1、期望提供在芯片上占用比已知系统小的面积的偏置电流发生器。

2、此外，期望提供使得其偏置电流的测量能够比已知系统更快、更准确和/或成本更低的偏置电流发生器。

3、此外，期望提供与已知系统相比提供了改进的调整过程的偏置电流发生器。

4、根据本公开的第一方面，提供了一种包括偏置电流发生器的设备，偏置电流发生器用于生成偏置电流，偏置电流发生器包括相同类型并且串联耦合的两个或更多个负阈值晶体管。

5、可选地，两个或更多个负阈值晶体管是nmos或者pmos。

6、可选地，偏置电流发生器包括电流镜，电流镜被配置为输出偏置电流。

7、可选地，电流镜包括第一镜像晶体管和第二镜像晶体管，其中第一镜像晶体管被配置为接收偏置电流并将偏置电流镜像到第二镜像晶体管，并且第二镜像晶体管被配置为输出正如从第一镜像晶体管接收到的偏置电流。

8、可选地，两个或更多个负阈值晶体管包括第一负阈值晶体管以及一个或多个第二负阈值晶体管。

9、可选地，一个或多个第二负阈值晶体管中的至少一个第二负阈值晶体管使其栅极耦合到第二电压、其漏极端子、或者其源极端子。

10、可选地，偏置电流发生器包括晶体管集，晶体管集包括一个或多个第二负阈值晶体管，第一负阈值晶体管包括被耦合到晶体管集的第一端子的第一端子以及被耦合到晶体管集的第二端子的栅极端子。

11、可选地，第一负阈值晶体管包括被耦合到第一电压的第二端子和/或晶体管集的第二端子被耦合到第二电压。

12、可选地，偏置电流发生器包括级联晶体管，第一负阈值晶体管的第二端子经由级联晶体管被耦合到第一电压。

13、可选地，偏置电流发生器包括电流镜，电流镜被配置为输出偏置电流。

14、可选地，电流镜包括第一镜像晶体管和第二镜像晶体管，其中第一负阈值晶体管的第二端子经由第一镜像晶体管被耦合到第一电压，第一镜像晶体管被配置为接收偏置电流并将偏置电流镜像到第二镜像晶体管，并且第二镜像晶体管被配置为输出正如从第一镜像晶体管接收到的偏置电流。

15、可选地，偏置电流发生器包括级联晶体管，第一负阈值晶体管的第二端子经由第一镜像晶体管和级联晶体管被耦合到第一电压。

16、可选地，该设备包括测量电路装置，测量电路装置被配置为测量取决于偏置电流的第一量。

17、可选地，第一量包括阈值电压，阈值电压取决于偏置电流。

18、可选地，测量电路装置包括缓冲电路，缓冲电路被耦合到阈值电压端子，并且被配置为输出阈值电压。

19、可选地，第一负阈值晶体管具有约250nm至约500nm的宽度以及约20微米的长度，和/或一个或多个第二负阈值晶体管具有约500nm的宽度以及约20微米的长度。

20、可选地，设备包括调整电路装置，调整电路装置被配置为向偏置电流发生器提供调整信号，偏置电流发生器响应于调整信号而调节偏置电流，从而提供期望的偏置电流。

21、可选地，设备包括测量电路装置，测量电路装置被配置为测量取决于偏置电流的第一量，其中调整电路装置被配置为接收第一量的测量值，确定向偏置电流发生器提供所必需的调整信号，使得偏置电流发生器将调节偏置电流来提供期望的偏置电流，以及向偏置电流发生器提供确定的调整信号。

22、可选地，第一量包括阈值电压，阈值电压取决于偏置电流。

23、可选地，测量电路装置包括缓冲电路，缓冲电路被耦合到阈值电压端子，并且被配置为输出阈值电压。

24、可选地，调整电路装置包括存储器元件，存储器元件被配置为存储查找表，查找表包括多个调整信号设置，每个调整信号设置与第一量的值相关联。

25、可选地，调整电路装置被配置为通过以下来确定调整信号：从查找表中选择与正如由调整电路装置接收到的第一量的值相关联的调整信号设置，以及基于正如被选择的调整信号设置来设置调整信号，从而确定所述确定的调整信号。

26、可选地，第一量包括阈值电压，阈值电压取决于偏置电流，使得正如由调整电路装置接收到的第一量的值是所测量的阈值电压的值。

27、可选地，测量电路装置包括缓冲电路，缓冲电路被耦合到阈值电压端子，并且被配置为输出阈值电压。

28、可选地，两个或更多个负阈值晶体管包括第一负阈值晶体管以及多个第二负阈值晶体管，偏置电流发生器包括晶体管集，晶体管集包括多个位部分(bit portion)，每个位部分都包括第二负阈值晶体管中的至少一个第二负阈值晶体管，其中调整信号被配置为将每个位部分都设置为启用状态或禁用状态。

29、可选地，调整电路装置包括存储器元件，存储器元件被配置为存储查找表，查找表包括多个调整信号设置，每个调整信号设置都与第一量的值相关联。

30、可选地，调整电路装置被配置为通过以下来来确定调整信号：从查找表中选择与正如由调整电路装置接收到的第一量的值相关联的调整信号设置，以及基于正如被选择的调整信号设置来设置调整信号，从而确定所述确定的调整信号。

31、可选地，第一量包括阈值电压，阈值电压取决于偏置电流，使得正如由调整电路装置接收到的第一量的值是所测量的阈值电压的值。

32、可选地，测量电路装置包括缓冲电路，缓冲电路被耦合到阈值电压端子，并且被配置为输出阈值电压。

33、根据本公开的第二方面，提供了一种提供偏置电流的方法，该方法包括：提供偏置电流发生器，偏置电流发生器包括相同类型并且串联耦合的两个或更多个负阈值晶体管。

34、可选地，该方法包括：使用电流镜来输出偏置电流。

35、可选地，该方法包括：使用调整电路装置，向偏置电流发生器提供调整信号，以及响应于调整信号而调节偏置电流，从而提供期望的偏置电流。

36、可选地，该方法包括：使用测量电路装置来测量取决于偏置电流的第一量，使用调整电路装置来接收第一量的测量值，确定向偏置电流发生器提供所必需的调整信号，使得偏置电流发生器将调节偏置电流来提供期望的偏置电流，以及向偏置电流发生器提供确定的调整信号。

37、可选地，第一量包括阈值电压。

38、可选地，调整电路装置包括存储器元件，存储器元件被配置为存储查找表，查找表包括多个调整信号设置，每个调整信号设置都与第一量的值相关联，该方法包括：通过以下来确定调整信号：从查找表中选择与正如由调整电路装置接收到的第一量的值相关联的调整信号设置，以及基于正如被选择的调整信号设置来设置调整信号，从而确定所述确定的调整信号。

39、可选地，两个或更多个负阈值晶体管包括第一负阈值晶体管以及多个第二负阈值晶体管，偏置电流发生器包括晶体管集，晶体管集包括多个位部分，每个位部分都包括至少一个第二负阈值晶体管，该方法包括：使用调整信号，将每个位部分都设置为启用状态或禁用状态，从而响应于调整信号而调整偏置电流，以提供期望的偏置电流。

40、可以理解，第二方面的方法可以包括提供和/或使用在第一方面中阐述的特征，并且可以并入本文描述的其他特征。