专利名称：电子电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子电路，特别是涉及一种产生与温度及电源电压无关的基准电流的电流基准电路。
第二分支电路包括第二、第三、第四和第五双极型晶体管。第二和第三晶体管的基极连在一起，并与第三晶体管的集电极相连。第三晶体管的集电极还通过第二电阻与第二电源电压干线相连。第二晶体管的发射极连接到第四晶体管的集电极，还连接到第五晶体管的基极。第三晶体管的发射极连接到第五晶体管的集电极，还连接到第四晶体管的基极。第四晶体管的发射极通过第三电阻与第一电源电压干线相连，而且第五晶体管的发射极也与第一电源电压干线相连。
流过第二分支电路集电极的电流就是该电路产生的电流。
该电路还包括将第一和第二分支电路产生的电流求和以产生输出电流的装置。
重要的是，根据本发明，第二分支电路中第二晶体管的基极与第一分支电路中第一晶体管的基极相连。这样，第二分支电路用来提供第一分支电路中第一晶体管的偏压，因而不必再提供任何另外的偏压。这样做减少了电路所需的功率，而且也减少了该电路在构成集成电路设备一部分时占用的面积。
图2是根据本发明的第二种电路的电路图。
优选实施方案详述
图1所示电路由一正温度系数分支电路2，一负温度系数分支电路4，和一求和电路6组成。
正温度系数分支电路2由NPN型晶体管Q1，Q2，Q3和Q4，以及电阻R1和R2组成。晶体管Q1的基极和集电极连在一起，并通过第一电阻R1与正电源电压干线Vcc相连。晶体管Q1的基极也同晶体管Q2的基极相连。晶体管Q1的发射区域与晶体管Q2的发射区域的比值是A。
晶体管Q1的发射极与晶体管Q3的集电极，及晶体管Q4的基极相连。晶体管Q2的发射极与晶体管Q4的集电极，及晶体管Q3的基极相连。晶体管Q4的发射区域与晶体管Q3的发射区域的比值也是A。
晶体管Q3的发射极接地，晶体管Q4的发射极通过第二电阻R2接地。
流过晶体管Q2集电极的电流用I1表示。
负温度系数分支电路4由NPN型晶体管Q5，和电阻R3组成。晶体管Q5的基极同晶体管Q2的基极相连，从而被偏置。晶体管Q5的发射极通过电阻R3接地。晶体管Q5的集电极同晶体管Q2的集电极在一电流求和节点相连。
流过晶体管Q5集电极的电流用I2表示。
求和电路6实际上是一个镜像电流源，由PNP型晶体管Q6和Q7组成。晶体管Q6的基极和集电极连在一起，并与电流求和节点相连。此外，晶体管Q6和Q7的基极连在一起，晶体管Q6和Q7的发射极与正电源电压Vcc相连。
流过晶体管Q7集电极的电流用Iref表示，而且毫无疑问可以提供给其它任何电路。
如果需要，还可以用和晶体管Q7一样的方式连接更多的晶体管，从而向其它电路提供相同的输出电流Iref。
在正温度系数分支电路2中，电阻R1两端产生的电压是UT.1n(A2)，其中UT是热电压kT/q，k是玻耳兹曼常数，T是绝对温度，q是一个电子所带的电荷。因此，假如该晶体管的电流增益β高，则Q2的集电极中的电流I1由下式给出I1＝UT.1n(A2)/R2这样，如果电阻R2有零温度系数，I1就与绝对温度成正比，而且基本上与电源电压及R1的值无关。
在负温度系数分支电路4中，必须注意晶体管Q2的基极被偏置到晶体管基极-发射极电压的两倍，所以晶体管Q5的基极也被偏置到相同的电压。因此晶体管Q5的发射极被偏置到与一个基极-发射极电压相等的电平。众所周知硅二极管的结电压随温度变化，温度系数大约为-2mV.K-1。这样，流过晶体管Q5的集电极电流I2由下式给出I2＝(VbeQ5+k1.ΔT)/R3其中VbeQ5是Q5在一个温度下的基极-发射极电压，ΔT是从该温度起始的温度变化量，k1是温度系数-2mV.K-1。
因此，输出电流Iref由下式给出Iref=Ur×lnA2R2+VbeQ5+k1.ΔTR3]]>下面给出了用于输出电流的一温度系数∂(Iref)∂T=k/q×lnA2R2+k1R3]]>因而可以选择电阻值R3∶R2的比值，以给出输出电流温度系数的任何期望值，包括零。
如果R2和R3有可以忽略的温度系数，那么如果R3R2=k1k/q×lnA2]]>输出电流将会有零温度系数。
就象实际的情形一样，如果电阻本身没有零温度系数，可以通过选择电阻值的比例来解决这个问题。
图2显示了一种改进的电路，其中与图1相同标号表示的元件有同样的功能。为了提高图1所示电路的精度，电阻R1可以用一高阻值电阻，由它产生输入电流。用与晶体管Q7相同的方式连接的另一个PNP型晶体管Q8的集电极与晶体管Q1的基-集结相连。那么，启动后，一个与输出电流Iref相同的电流就提供给了Q1。由于该电流在很大程度上与电源电压的波动无关，这样就消除了输出电流可能不准确的一个原因。
这样就提供了一种能提供有期望温度系数的基准电流的电路，包括提供与温度无关的基准电流，而仅使用少数元件且电耗低。
权利要求
1.一种电流源电路，包括具有负温度系数的第一电流源分支电路，和具有正温度系数的第二电流源分支电路，其中第一电流源分支电路包括第一双极型晶体管，其发射极通过第一电阻与第一电源电压干线相连，其中第二电流源分支电路包括第二，第三，第四和第五双极型晶体管，第二和第三晶体管的基极连在一起，并与第三晶体管的集电极相连，第三晶体管的集电极通过第二电阻与第二电源电压干线相连，第二晶体管的发射极与第四晶体管的集电极及第五晶体管的基极相连，第三晶体管的发射极与第五晶体管的集电极及第四晶体管的基极相连，第四晶体管的发射极通过第三电阻与第一电源电压干线相连，而且第五晶体管的发射极也与第一电源电压干线相连；该电流源电路还包括用于将流经第一晶体管和第二晶体管的电流求和以产生输出电流的装置；而且第二晶体管的基极与第一晶体管的基极相连，从而提供偏置电压。
2.权利要求1中所述的电流源电路，其中选择第一和第二电阻阻值的比例，以给出输出电流的期望温度系数。
3.权利要求2中所述的电流源电路，其中输出电流的期望温度系数是零。
4.权利要求1中所述的电流源电路，包括一个镜像电流源电路，其中输出电流是与第三晶体管的基极和集电极相连的电流源输出线上的电流的镜像。
全文摘要
一种电流基准电路，包括一个正温度系数电路和一个负温度系数电路，这些电路的温度系数可以调节以给出与温度无关的输出电流。正温度系数电路中一个晶体管的基极连接到负温度系数电路中一个晶体管的基极以围棋提供偏压。
文档编号H03F1/30GK1411571SQ00817383
公开日2003年4月16日 申请日期2000年10月18日 优先权日1999年10月20日
发明者R·戈德曼, R·威尔逊 申请人:艾利森电话股份有限公司