0两端的电压降等于或大于150毫伏(mV)。在一些实施例中，将镜像电阻器R4至R9中的至少一个电阻器形成为具有电阻器布置400。在一些实施例中，将镜像电阻器R4至R9中的所有电阻器都形成为具有电阻器布置400。在一些实施例中，由于使用纳米功率等级，将基准电压源300中的电阻器的电阻设置为尽可能高。
[0061]图5是根据一个或多个实施例的使用基准电压源的方法500的流程图。方法500开始于操作502，其中，产生了偏置电流。在一些实施例中，使用启动和偏置电流发生器(例如，启动和偏置电流发生器区310(图3))产生偏置电流。偏置电流提供了用于缩放整个基准电压源(例如，基准电压源100(图1)或基准电压源300)的其他电流的基准。在一些实施例中，基于基准电压源的工作电压(例如，工作电压VDD)产生启动电流。在一些实施例中，基于偏置晶体管(例如，第一偏置晶体管M21)的栅源电压除以偏置电阻器(例如，偏置电阻器R2)的电阻产生偏置电流。
[0062]方法500继续进行到操作504，其中，镜像偏置电流以产生流经组合栅极晶体管的第一电流和镜像电流。基于晶体管单位尺寸(例如，第一晶体管单位尺寸)确定了流经组合栅极晶体管(例如，组合栅极晶体管Ml(图1和图2))的第一电流。在一些实施例中，使用第一电流镜(例如，第一电流镜区320(图3))镜像偏置电流。在一些实施例中，通过调整第一电流镜内的镜像晶体管和镜像电阻器的尺寸来选择第一电流和偏置电流之间的比率。沿着与第一电流不同的导线产生镜像电流。在一些实施例中，镜像电流等于第一电流。在一些实施例中，镜像电流不同于第一电流。
[0063]在操作506中，镜像该镜像电流以产生流经晶体管的第二电流。流经晶体管(例如，晶体管M2(图1和图3))的第二电流基于晶体管单元尺寸(例如，第二晶体管单元尺寸)的整数倍的比率。在一些实施例中，使用第二电流镜(例如，第二电流镜330(图3))镜像第一电流。在一些实施例中，通过调整第二电流镜内的镜像晶体管和镜像电阻器的尺寸来选择第一电流和第二电流之间的比率。在一些实施例中，第一电流是第二电流的两倍。在一些实施例中，接收第一电流的组合栅极晶体管小于接收第二电流的晶体管。
[0064]方法500继续进行到操作508，其中，使用第一电流和第二电流固定由晶体管接收的电压。固定电压以补偿流经晶体管的泄漏电流。在一些实施例中，使用电压固定电路(例如，电压固定区340(图3))固定电压。在一些实施例中，电压固定电路包括双源极跟随器。在一些实施例中，固定电压，使得由组合栅极晶体管所接收的电压小于由接收第二电流的晶体管所接收的电压。
[0065]在操作510中，输出基准电压。基准电压(例如，基准电压Vref (图1和图3))不依赖于温度。可以由用于实施比较的外部电路使用基准电压。在一些实施例中，基准电压小于基准电压源的工作电压的一半。
[0066]本领域的普通技术人员应该认识到，在不背离本说明书的范围的情况下，方法500能够包括额外的操作，能够省略操作，并且能够重新排列操作的顺序。
[0067]本说明书的一方面涉及基准电压源，该基准电压源包括配置为接收第一电流的组合栅极晶体管。该基准电压源还包括配置为接收第二电流的第一晶体管，该第一晶体管具有第一泄漏电流，其中，该第一晶体管以Vgs差分布置的方式与组合栅极晶体管连接。该基准电压源还包括配置为输出基准电压的输出节点，该输出节点连接至第一晶体管。该基准电压源还包括连接至输出节点的第二晶体管，该第二晶体管具有第二泄漏电流，其中，第一泄漏电流基本上等于第二泄漏电流。
[0068]本说明书的另一方面涉及基准电压源，该基准电压源包括第一电流镜区，该第一电流镜区配置为接收偏置电流且产生第一电流和镜像电流。该基准电压源还包括第二电流镜区，该第二电流镜区配置为接收镜像电流且产生第二电流。该基准电压源还包括配置为接收第一电流的组合栅极晶体管。该基准电压源还包括配置为接收第二电流的第一晶体管，第一晶体管的栅极连接至组合栅极晶体管，其中，第一晶体管具有第一泄漏电流。该基准电压源还包括配置为输出基准电压的输出节点，该输出节点连接至第一晶体管。该基准电压源还包括连接至输出节点的第二晶体管，该第二晶体管具有第二泄漏电流，其中，第一泄漏电流基本上等于第二泄漏电流。
[0069]本说明书还有的又一方面涉及使用基准电压源的方法。该方法包括产生偏置电流，以及镜像该电流以产生流经组合栅极晶体管的第一电流且产生镜像电流。该方法还包括镜像该镜像电流以产生流经第一晶体管的第二电流，该第一晶体管具有第一泄漏电流。该方法还包括使用第二晶体管补偿第一泄漏电流，该第二晶体管具有基本上等于第一泄漏电流的第二泄漏电流，且输出基准电压。
[0070]本领域的普通技术人员可以容易地看出，所公开的实施例实现了以上所阐述的一个或多个优点。在阅读上述说明书之后，普通技术人员将能够影响各种改变、等同替换、和如在此广泛公开的各种其他实施例。因此，意图是仅由包含在所附权利要求及其等同物中的定义来限定要求授予的保护范围。
【主权项】
1.一种基准电压源，包括: 组合栅极晶体管，配置为接收第一电流； 第一晶体管，配置为接收第二电流，所述第一晶体管具有第一泄漏电流，其中，所述第一晶体管以VgS差分布置的方式与所述组合栅极晶体管连接； 输出节点，配置为输出基准电压，所述输出节点连接至所述第一晶体管；以及第二晶体管，连接至所述输出节点，所述第二晶体管具有第二泄漏电流，其中，所述第一泄漏电流基本上等于所述第二泄漏电流。
2.根据权利要求1所述的基准电压源，其中，所述组合栅极晶体管的尺寸小于所述第一晶体管的尺寸。
3.根据权利要求1所述的基准电压源，其中，所述第一晶体管的尺寸是晶体管单位尺寸的第一整数倍，且所述组合栅极晶体管的尺寸是所述晶体管单位尺寸的第二整数倍。
4.根据权利要求1所述的基准电压源，其中，所述第一电流大于所述第二电流。
5.根据权利要求1所述的基准电压源，其中，所述组合栅极晶体管是η型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管，所述第一晶体管是NMOS晶体管且所述第二晶体管是NMOS晶体管。
6.根据权利要求1所述的基准电压源，还包括: 第一电流镜区，配置为接收偏置电流且产生所述第一电流；以及 第二电流镜区，配置为接收所述第一电流且产生所述第二电流。
7.根据权利要求6所述的基准电压源，还包括偏置电流发生器，所述偏置电流发生器配置为接收工作电压且产生所述偏置电流。
8.根据权利要求1所述的基准电压源，还包括电压固定区，所述电压固定区配置为保持所述第一泄漏电流基本上等于所述第二泄漏电流。
9.一种基准电压源，包括: 第一电流镜区，配置为接收偏置电流且产生第一电流和镜像电流； 第二电流镜区，配置为接收所述镜像电流且产生第二电流； 组合栅极晶体管，配置为接收所述第一电流； 第一晶体管，配置为接收所述第二电流，所述第一晶体管的栅极连接至所述组合栅极晶体管，其中，所述第一晶体管具有第一泄漏电流； 输出节点，配置为输出基准电压，所述输出节点连接至所述第一晶体管；以及第二晶体管，连接到所述输出节点，所述第二晶体管具有第二泄漏电流，其中，所述第一泄漏电流基本上等于所述第二泄漏电流。
10.一种使用基准电压源的方法，所述方法包括: 产生偏置电流； 镜像所述偏置电流以产生流经组合栅极晶体管的第一电流且产生镜像电流； 镜像所述镜像电流以产生流经第一晶体管的第二电流，所述第一晶体管具有第一泄漏电流； 使用第二晶体管补偿所述第一泄漏电流，所述第二晶体管具有基本上等于所述第一泄漏电流的第二泄漏电流；以及输出基准电压。
【专利摘要】本发明提供了组合栅极基准电压源及其使用方法。基准电压源，该基准电压源包括配置为接收第一电流的组合栅极晶体管。该基准电压源还包括配置为接收第二电流的第一晶体管，该第一晶体管具有第一泄漏电流，其中，该第一晶体管以Vgs差分布置的方式与组合栅极晶体管连接。该基准电压源还包括配置为输出基准电压的输出节点，该输出节点连接至第一晶体管。该基准电压源还包括连接至输出节点的第二晶体管，该第二晶体管具有第二泄漏电流，其中，第一泄漏电流基本上等于第二泄漏电流。
【IPC分类】G05F1-56
【公开号】CN104850161
【申请号】CN201410181644
【发明人】穆罕默德·阿尔-夏欧卡, 亚历克斯·卡尔尼茨基
【申请人】台湾积体电路制造股份有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2014年4月30日
【公告号】DE102014103597A1, US20150234413