用于半导体集成电路的基准电流源的制作方法

文档序号:23146260发布日期:2020-12-01 13:26阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于半导体集成电路的基准电流源(100),包括:

电压源(ps),被配置为在第一电源端子(pt1)与第二电源端子(pt2)之间提供基准电压(vref);

运算放大器(amp),包括同相输入端(in+)、反相输入端(in-)以及输出端(out),所述运算放大器(amp)的同相输入端(in+)被耦合至所述第二电源端子(pt2);

反馈晶体管(mp0;mn0),所述反馈晶体管(mp0;mn0)的栅极(g)被耦合至所述运算放大器(amp)的输出端(out),所述反馈晶体管(mp0;mn0)的源极(s)被耦合至所述运算放大器(amp)的反相输入端(in-),并且所述反馈晶体管(mp0;mn0)的漏极(d)被配置用于提供基准电流(is);

开关电容电路(200),包括第一电容器(c0)、第一开关(s1)和第二开关(s2),所述第一电容器(c0)和所述第二开关(s2)串联连接在所述第一电源端子(pt1)与所述运算放大器(amp)的反相输入端(in-)之间,所述第一开关(s1)与所述第一电容器(c0)并联连接;以及

非交叠时钟控制模块(noc),被配置为基于晶振时钟信号(cryosc)产生用于控制所述第一开关(s1)的第一时钟信号(k1)和用于控制所述第二开关(s2)的第二时钟信号(k2),其中所述第一时钟信号(k1)与所述第二时钟信号(k2)不交叠,使得所述第一开关(s1)和所述第二开关(s2)交替导通。

2.根据权利要求1所述的用于半导体集成电路的基准电流源(100),其中所述非交叠时钟控制模块(noc)包括第一与门(and1)、第二与门(and2)、第一反相器(inv1)、第二反相器(inv2)以及第三反相器(inv3),其中,

所述第一与门(and1)的一个输入端接收所述晶振时钟信号(cryosc),所述第一与门(and1)的另一个输入端被耦合至所述第一反相器(inv1)的输出端,并且所述第一与门(and1)的输出端被配置为提供所述第一时钟信号(k1)以控制所述第一开关(s1)的通断;

所述第一反相器(inv1)的输入端被耦合至所述第二与门(and2)的输出端;

所述第二反相器(inv2)的输入端被耦合至所述第一与门(and1)的输出端;

所述第三反相器(inv3)的输入端接收所述晶振时钟信号(cryosc);并且

所述第二与门(and2)的一个输入端被耦合至所述第二反相器(inv2)的输出端,所述第二与门(and2)的另一个输入端被耦合至所述第三反相器(inv3)的输出端,并且所述第二与门(and2)的输出端被配置为提供所述第二时钟信号(k2)以控制所述第二开关(s2)的通断。

3.根据权利要求1所述的用于半导体集成电路的基准电流源(100),其中所述非交叠时钟控制模块(noc)包括第一或门(or1)、第二或门(or2)、第一反相器(inv1)、第二反相器(inv2)以及第三反相器(inv3),其中,

所述第一或门(or1)的一个输入端接收所述晶振时钟信号(cryosc),所述第一或门(or1)的另一个输入端被耦合至所述第一反相器(inv1)的输出端,并且所述第一或门(or1)的输出端被配置为提供所述第一时钟信号(k1)以控制所述第一开关(s1)的通断;

所述第一反相器(inv1)的输入端被耦合至所述第二或门(or2)的输出端;

所述第二反相器(inv2)的输入端被耦合至所述第一或门(or1)的输出端;

所述第三反相器(inv3)的输入端接收所述晶振时钟信号(cryosc);并且

所述第二或门(or2)的一个输入端被耦合至所述第二反相器(inv2)的输出端,所述第二或门(or2)的另一个输入端被耦合至所述第三反相器(inv3)的输出端,并且所述第二或门(or2)的输出端被配置为提供所述第二时钟信号(k2)以控制所述第二开关(s2)的通断。

4.根据权利要求1所述的用于半导体集成电路的基准电流源(100),还包括:

第二电容器(c1),被耦合在所述第一电源端子(pt1)与所述运算放大器(amp)的反相输入端(in-)之间,并且被配置为减小所述运算放大器(amp)的反相输入端(in-)处的电压(vc)的跳动。

5.根据权利要求1所述的用于半导体集成电路的基准电流源(100),还包括:

第三电容器(c2),被耦合在所述第一电源端子(pt1)与所述运算放大器(amp)的输出端(out)之间,并且被配置为对所述运算放大器(amp)的输出电压进行滤波。

6.根据权利要求1所述的用于半导体集成电路的基准电流源(100),其中所述运算放大器(amp)是斩波运算放大器。

7.根据权利要求6所述的用于半导体集成电路的基准电流源(100),其中所述晶振时钟信号(cryosc)的频率(fc)是所述运算放大器(amp)的斩波频率(fp)的正偶数倍。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的用于半导体集成电路的基准电流源(100),其中所述基准电流源(100)是拉电流输出型电流源,

其中所述第一电源端子(pt1)是所述电压源(ps)的正输出端子,并且所述第二电源端子(pt2)是所述电压源(ps)的负输出端子,以及

其中所述反馈晶体管(mp0;mn0)是pmos晶体管。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的用于半导体集成电路的基准电流源(100),其中所述基准电流源(100)是灌电流输入型电流源,

其中所述第一电源端子(pt1)是所述电压源(ps)的负输出端子,并且所述第二电源端子(pt2)是所述电压源(ps)的正输出端子,以及

其中所述反馈晶体管(mp0;mn0)是nmos晶体管。

10.一种半导体集成电路(300),包括根据权利要求1至9中的任一项所述的用于半导体集成电路的基准电流源(100)。

11.根据权利要求10所述的半导体集成电路(300),其中所述半导体集成电路(300)被形成为数模转换器(dac),并且所述半导体集成电路(300)还包括:

调制电路(400),被耦合至所述基准电流源(100),并且被配置为根据数字输入对所述基准电流(is)进行调制以产生经调制的电流(ism);

滤波电路(500),被耦合至所述调制电路(400),并且被配置为对所述经调制的电流(ism)进行滤波以产生经滤波的电流(ida);以及

放大电路(600),被耦合至所述滤波电路(500),并且被配置为对所述经滤波的电流(ida)进行放大以产生所需的电流(il)。

12.根据权利要求11所述的半导体集成电路(300),其中所述调制电路(400)包括:

数字脉冲生成器(401),被配置为生成交叠的第一数字脉冲(d1)和第二数字脉冲(d2);

第三开关(s3),被耦合在所述反馈晶体管(mp0;mn0)的漏极(d)与所述滤波电路(500)之间,其中所述第三开关(s3)的通断由所述第一数字脉冲(d1)控制;以及

第四开关(s4),被耦合在所述反馈晶体管(mp0;mn0)的漏极(d)与地(gnd)之间,其中所述第四开关(s4)的通断由所述第二数字脉冲(d2)控制。

13.根据权利要求12所述的半导体集成电路(300),其中所述数字脉冲生成器(401)包括∑-△调制器或脉冲密度调制器。

14.根据权利要求12所述的半导体集成电路(300),其中所述滤波电路(500)包括:

第一电阻器(r1)和第四电容器(c3),串联连接在所述第三开关(s3)与地(gnd)之间,并且所述第一电阻器(r1)与所述第四电容器(c3)之间的第一节点(n1)被耦合至所述放大电路(600)。

15.根据权利要求14所述的半导体集成电路(300),其中所述放大电路(600)包括:

第二电阻器(r2)和第三电阻器(r3),串联连接在所述第一节点(n1)与所述半导体集成电路(300)的输出节点(out2)之间;

电流放大器(ca),包括正输入端、负输入端和输出端,所述电流放大器(ca)的正输入端被耦合至位于第二电阻器(r2)和第三电阻器(r3)之间的第二节点(n2);

第二反馈晶体管(mn2),所述第二反馈晶体管(mn2)的栅极(g)被耦合至所述电流放大器(ca)的输出端,所述第二反馈晶体管(mn2)的漏极(d)被耦合至电源电压(vdd),所述第二反馈晶体管(mn2)的源极(s)被耦合至所述电流放大器(ca)的负输入端并且一起被耦合至地(gnd);以及

第四电阻器(r4),被耦合在所述第二反馈晶体管(mn2)的源极(s)与所述半导体集成电路(300)的输出节点(out2)之间。


技术总结
实施例涉及用于半导体集成电路的基准电流源,包括:电压源,被配置为在第一电源端子与第二电源端子之间提供基准电压;运算放大器,其同相输入端耦合至第二电源端子;反馈晶体管,其栅极耦合至运算放大器的输出端,其源极耦合至运算放大器的反相输入端,并且其漏极用于提供基准电流;开关电容电路,包括第一电容器、第一开关和第二开关,第一电容器和第二开关串联连接在第一电源端子与运算放大器的反相输入端之间,第一开关与第一电容器并联连接;以及非交叠时钟控制模块,被配置为基于晶振时钟信号产生用于控制第一开关的第一时钟信号和用于控制第二开关的第二时钟信号,第一时钟信号与第二时钟信号不交叠,使得第一开关和第二开关交替导通。

技术研发人员:陈建章
受保护的技术使用者:杭州晶华微电子有限公司
技术研发日:2020.10.22
技术公布日:2020.12.01
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