专利名称：电流源稳定方法
技术领域：
本发明相关于一种电流源稳定方法，尤指一种用于随温度 变化的电流源的电流源稳、定方法。
背景技术：
在集成电路设计中，时常需要一些参考电压、参考电流、 而参考电压和参考电流通常被包括在整个集成电路的偏压部
分。在一^:的应用中，这些偏压通常是以电^各工作时的温度为 基准来设计，而没有特别去考虑随温度变化的关系。
然而事实上，在电路工作时，时常会因为环境温度的变化 或电路中电子元件产生的热量而改变电路工作时的温度，温度 的改变可能会影响信号转换时的电路应用，使转换的信号带有 温度影响的噪声，例如模拟数字转换器会受到温度噪声的影响。 另外附有感测器的孩i处理系统对温度的变化也较为敏感，温度 的改变也会影响此类电子电路工作的情形。
一般利用来产生和温度变化有关的电路，通常会使用双极 结型晶体管(Bipolar Junction Transistor; BJT),然而在BJT的基
极和射极跨压(VBE)具有和集极电流成对数的关系，并且受到温 度变化的影响。VsE和温度的关系可表示为VBE(H, IC)=EGE-
H(EGE - VBEN)+VTNHlog(Ic/IN) - ri VTNHlogH,其中H = T/TN , T 是绝对温度，而TN是正规化(normalized)的温度，通常Tn会取在 电路工作的温度范围的中间值，通常为300K(27。C)。 Ege代表 VBE在绝对零度时的假定值，大约在1.14V到1.19V之间。VBEN 是当晶体管结温度在特定T N及I c等于某 一 特定IN时的V B E值。 V丁n是热电压VT-kT/q在正规化温度下的值。ri为曲线常数，约
在2到4之间。
请参考图l,图1是描述方程式Vbe(H, Ic) = EGE - H(EGE-VBEN)+ VTNHlog(Ic/IN) - TiVTNHlogH的表现，如图1所示，当温 度T上升时，Vbe是下降的。而当Ic上升(increasing)时，VBE 是上升的。此为BJT电路的特性，而将BJT通常应用在随温度升 高而电流提高的电路中以平衡电流，使电流尽量的保持在 一 定 的值。
但BJT电路由于需要使用二极管，因此耗费较高的硬件成 本，以及占有较大的硬件空间，在使用上有其无可避免的消耗， 因此如何研发出一种新的电流源稳定方法成为目前迫切需要解 决的一个课题。
发明内容
因此，本发明的目的之一，在于提供一种电流源稳定方法， 其用于在温度改变的情况下稳定一电流源所输出的一电流值， 该电流源的该电流值会随温度升高而上升，该方法包括-提供 一修正电路，该修正电路的一输出电流随温度升高而上升，并 且该输出电流随温度升高而上升的 一 系lt与该电流源的该电流 值随温度升高而上升的一系数相等；提供一连接法，使该电流 源的该电流值输出前与该输出电流相减；其中，该电流源的该 电流1直与该llr出电流相减后，该电流源的该电流〃f直输出时不随 着温度改变。
本发明所述的电流源稳定方法，该电流源为一 自偏金属氧
化物半导体场效应晶体管电压参考电流源。
本发明所述的电流源稳定方法，该修正电^各为 一 启动电路。 本发明所述的电流源稳定方法，该修正电^各主要由多个金
属氧化物半导体所构成。
本发明所述的电流源稳定方法，该修正电路不包括二4及管。 本发明所述的电流源稳定方法，该 -修正电^各耦接至该电流源。
本发明另提供一种电流源稳定方法，其用于在温度改变的 情况下稳定一 电流源所输出的 一 电流值，该电流源的该电流丫直
会随温度升高而上升，该方法包括提供一输入电流，该输入 电流的值随温度升高而上升，并且上升的系数与该电流源的该 电流值随温度升高而上升的 一 系数相同；利用该电流源的该电 流值于输出前与该输入电流相减，使该电流源的该电流偵Hr出 时，在温度改变的情况下不会改变。
本发明所述的电流源稳定方法，该iir入电流是由一启动电
路所提供。
本发明所述的电流源稳、定方法，该启动电3各井禹接于该电流源。
本发明所述的电流源稳定方法，该启动电3各主要由多个金 属氧化物半导体所构成。
本发明所述的电流源稳定方法，该启动电路不包括二才及管。
本发明所述的电流源稳定方法，该电流源为一 自偏金属氧 化物半导体场效应晶体管电压参考电流源。
本发明所述的电流源稳定方法，可以有效的节省成本以及 硬件空间。
图1是描述方程式VBE(H ， Ic) = EGE - H(Ege -VBEN)+VTNHl0g(Ic/IN) - riVTNHlogH的表现。
图2为本发明较佳实施例的电流源稳定电路结构图。 图3是显示本发明电流值处理示意图。
具体实施例方式
请参阅图2，图2为本发明较佳实施例的电流源稳定电路结 构图，如图2所示，电流源稳定电路2包括一电流源电路21以及 一修正电路22,电流源电路21包括第一PMOS(P型金属氧化物 半导体)211、第一NMOS(N型金属氧化物半导体)212、第一电阻 213、第二PMOS214、第二NMOS215和接地端216。
修正电路22包括第三NMOS221 、第四NMOS222、第五 NMOS223和第六NMOS224。
第一 PMOS211的源极耦接至第二 PMOS214和第三 NMOS221的源极，栅极耦接至第二PMOS214的栅极，漏极耦接 至第一NMOS212的源极。第一NMOS212的栅极耦接至第二 P M O S 214的漏极以及第二 N M O S 215的源极，漏极耦接至第 一 电 阻213的一端和第二NMOS215的栅极，第 一 电阻213的另 一端耦 接至接地端216。
第二PMOS214的漏极耦接至第二NMOS215的源极、第五 NMOS223的漏极和第六NMOS224的源极。第二NMOS215的漏 极耦4妾至纟姿地端216。
第三NMOS221的漏极耦接至第四NMOS222的源极，第四 NMOS222的漏极耦接至第五NMOS223的源极，第五NMOS223 的漏极耦接至第六NMOS224的源极，第六NMOS224的漏极耦 接至接地端216,第五NMOS223的栅极与第六NMOS224的栅极 互连，并且耦接至第三NMOS221 、第二PMOS214以及第一 PMOS211的源才及。
其中电流源电路21可为一 自偏金属氧化物半导体场效应晶 体管电压参考电流源(self - biasing MOSFET Vt reference current source)，用以提供一 电流作为电流源，》务正电路22可为 启动电路(start up),提供输入电流，利用能带(bandgap)参考电
压的方式，利用 <，务正电路22产生的输入电流随着温度提高而上
升的特性，将电流源电路21的电流在输入之前与输入电流相减。 由于》务正电3各22中的多个MOS可以利用增加或减少MOS以改 变电流温度系数的方法，将输入电流随温度提高而上升的系数 调整为与电流源电路21提供电流随温度提高而上升的系数相 同，因此在电流源电^各2H是供电流值与输入电流值相减后，所 输出的电流将成为一个稳定的电流值，而不会因为温度的提高 而升高，也不会因温度的下降而下降，在输出电流的时候排除 温度的不稳定因素而成为更稳定的电流源电路。
请再参考图3，其显示本发明电流值处理示意图，如图3所 示，电流源电路21所产生电流值与温度的关系如关系图31所示， 修正电路22所产生输入电流值与温度如关系图32所示，其中横 轴为温度，纵轴为电流值大小，关系图31与关系图32的电流值 和温度的关系系数相同，即关系图31与关系图32中所示曲线斜 率相同，因此将其相减后为最后电流源稳定电路2所输出的电流 值与温度的关系图33，在关系图33中，电流值并不会随着温度 而改变，而成为一定^f直。
本发明修正电路22中，所举较佳实施例中为四个NMOS组 成的启动电路，但不以此为限，电流源电路也不局限于自偏金 属氧化物半导体场效应晶体管电压参考电流源。
本发明由于没有使用传统的BJT电路，因此也没有使用到 BJT电路中常用到的二极管，可以有效的节省成本以及硬件空 间。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发 明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神 和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明 的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
附图中符号的简单说明如下
2:电流源稳定电^各 21:电流源电^各 211:第一PMOS 212:第一NMOS 213:第一电阻 214:第二PMOS 215:第二NMOS 216:接地端 22: 一修正电鴻^ 221:第三NMOS 222:第四NMOS 223:第五NMOS 224:第六NMOS
31:电流源电路21所产生电流值与温度的关系图 32:修正电路22所产生输入电流值与温度关系图 33:电流源稳定电路2所输出的电流值与温度关系图
权利要求
1. 一种电流源稳定方法，其特征在于，用于在温度改变的情况下稳定一电流源所输出的一电流值，该电流源的该电流值会随温度升高而上升，该电流源稳定方法包括:提供一修正电路，该修正电路的一输出电流随温度升高而上升，并且该输出电流随温度升高而上升的一系数与该电流源的该电流值随温度升高而上升的一系数相等；提供一连接法，使该电流源的该电流值输出前与该输出电流相减；其中，该电流源的该电流值与该输出电流相减后，该电流源的该电流值输出时不随着温度改变。
2. 根据权利要求l所述的电流源稳定方法，其特征在于， 该电流源为 一 自偏金属氧化物半导体场效应晶体管电压参考电流源。
3. 根据权利要求l所述的电流源稳定方法，其特征在于， 该l奮正电^各为 一 启动电^各。
4. 根据权利要求l所述的电流源稳定方法，其特征在于， 该修正电路主要由多个金属氧化物半导体所构成。
5. 根据权利要求l所述的电流源稳定方法，其特征在于， 该修正电^各不包括二极管。
6. 根据权利要求l所述的电流源稳定方法，其特征在于， 该》务正电^各 一禹4妻至该电流源。
7. —种电流源稳定方法，其特征在于，用于在温度改变的 情况下稳定一 电流源所输出的 一 电流值，该电流源的该电流值 会随温度升高而上升，该电流源稳定方法包括提供一输入电流，该输入电流的值随温度升高而上升，并 且上升的系数与该电流源的该电流值随温度升高而上升的 一 系 数相同； 利用该电流源的该电流值于iir出前与该输入电流相减，4吏 该电流源的该电流4iU餘出时，在温度改变的情况下不会改变。
8. 根据权利要求7所述的电流源稳定方法，其特征在于，该输入电流是由一启动电路所一是供。
9. 根据权利要求8所述的电流源稳定方法，其特征在于， 该启动电J各l禹4妄于该电流源。
10. 根据权利要求8所述的电流源稳定方法，其特征在于， 该启动电路主要由多个金属氧化物半导体所构成。
11. 根据权利要求8所述的电流源稳定方法，其特征在于， 该启动电路不包括二极管。
12. 根据权利要求7所述的电流源稳定方法，其特征在于， 该电流源为 一 自偏金属氧化物半导体场效应晶体管电压参考电 流源。
全文摘要
本发明为一种电流源稳定方法，其用于在温度改变的情况下稳定一电流源所输出的一电流值，该电流源的该电流值会随温度升高而上升，该方法包括提供一修正电路，该电路的一输出电流随温度升高而上升，并且该电流随温度升高而上升的一系数与该电流源随温度升高而上升的一系数相等；提供一连接法，使该电流源的该电流值输出前与该输出电流相减；其中，该电流源的该电流值与该输出电流相减后，该电流源的该电流值输出时不随着温度改变。本发明所述的电流源稳定方法，可以有效的节省成本以及硬件空间。
文档编号G05F1/10GK101382810SQ200710149549
公开日2009年3月11日 申请日期2007年9月6日 优先权日2007年9月6日
发明者詹勋典 申请人:普诚科技股份有限公司