固定转导偏压电路装置以及提供固定转导偏压电路的方法

专利名称：固定转导偏压电路装置以及提供固定转导偏压电路的方法
技术领域：
本发明主要涉及一种提供改善的固定转导偏压电路(constanttransconductance circuit，简称Gm circuit)的方法与电路，以及一种提供固定参考电流的方法，其中该方法 可用于先进式集成电路，并特别适用于模拟电路。本发明提供了在电路上的优点，其中该电 路可提供一与温度无关的固定电流源，尤其用于在先进式半导体工艺技术世代上。
背景技术：
电子电路(特别针对利用半导体工艺为集成电路的模拟电路的电子电路)的一般 需求为须具有一固定的参考电流。图1为公知技术的一固定转导偏压电路，其中固定转导 偏压电路提供一固定参考电流Iref。固定转导偏压电路具有一固定转导，所以理想地来说 所输出的电流可维持为一既定大小。若该电路当成一理想电路来操作时，即使供应电压Vdd 改变时，电流参考Iref依旧会维持为定值，并且也不受工艺和温度变化所影响。
在图1中，应用于半导体上艺上的电阻R可为氧化扩散电阻(简称0D电阻)或可 为多晶硅电阻(polysilicon resistor)，或者是上述两者电阻的结合。晶体管MP1、MN1、MN2 以及MP2构成一电流镜的电路，其中流经电阻R的电流也为在电路输出端的参考电流Iref， 通过选择电阻R的电阻值大小以及晶体管MP1和丽l的尺寸大小，并且使得晶体管丽2和 MP2与晶体管MP1和MN1相互符合的(值得注意的是，在其他公知技术中有些是通过晶体管 尺寸大小来改变参考电流，而不是通过改变电阻R的数值来改变参考电流大小的)，利用上 述原理来调整输出的参考电流Iref的大小。
参考电流Iref可表示为下列式子
<formula>formula see original document page 5</formula>
在理想情况下，参考电流Iref应该与集成电路温度是无关。但事实上，电阻R以 及在分母中的移动率yPCox(W/L)皆具有温度相依性的特性，且因为物理电阻R的温度相 依性与上述移动率的温度相依性并未呈现平衡的情况，所以实际电路上所观察的参考电流 Iref也具有温度相依性，但是与温度有关的参考电流Iref是所不愿见到的。
图2a、图2b以及图2c显示理想和真实情况的移动率的温度相依性，理想和真实情 况的电阻的温度相依性，以及对集成电路来说，在惯用温度范围内参考电流Iref的结果描 述(也为理想和真实情况下参考电流Iref的温度相依性)，其中惯用温度范围为_40°〇和 125t:之间。因为移动率具有负温度相依性(甚至在理想的情况下也是)，而电阻R的正温 度相依性也不足够补偿其移动率的负温度相依性，所以参考电流Iref也具有温度相依性 的特征，并且参考电流Iref的温度相依性为正温度相依性(也随着增加的温度而增加)，也 为参考电流Iref的温度相依性与移动率的值和电阻的值的倒数成比例的。
当半导体工艺的技术进步时，装置尺寸则持续地变小，目前半导体工艺包括了 45纳米的大小，并且在不久之后其尺寸可减少到32纳米。这些工艺里程碑通常称之为"技术 世代"。目前正在朝向28纳米的大量生产并且期待以最短的时间能达成，持续趋向更小的 装置以及更先进的世代。 当装置尺寸随着半导体技术世代的进步而縮小，实际布置图所产生的效应则会操 控了该装置的特征和效能。由于半导体工艺中的变化和温度都会影响该装置的效能，对于 先进的半导体工艺和未来的半导体工艺来说，图2a_图2c中所显示的温度相依性甚至会变 的更显著。 值得注意图2b中理想情况下的例子(即为图中较浅颜色的线条)，该电阻R其理 想例子情况下，该曲线是呈现水平的，意味着并未具有温度相依性。但在理想情况下，也并 未产生一个与温度无关的参考电流Iref，在图2c中可清楚的知道，在-4(TC时在下面的那 个参考电流Iref曲线为理想状况下的，并且在125t:时，理想状况下的曲线图的数值则会 比实际状况下的来的高。那是因为，如图2a所示的，移动率yPCox(W/L)不管在理想或实 际的情况下皆具有温度相依性的特性。为了使得参考电流Iref为与温度无关的，故需要一 种方法来补偿该移动率的温度相依性的特征。 图3a_图3b显示在一般半导体工艺下，通过公知方法所形成的电阻R的切面图。 图3a显示氧化扩散电阻(称的为0D电阻)，上述0D电阻于形成电阻端的两导体或两金属 线间的装置的有源区之上。图3b显示多晶硅电阻(polysilicon resistor)，上述多晶硅电 阻于形成电阻端的两导体或两金属线间的半导体基底的有源区之上，有时候结合该两种方 法来增加电阻R的阻抗，但是依旧需要其他的改善方法。 因此，对集成电路来说，为了保持与现存和未来半导体工艺相容，提供一个不受温 度所支配的固定电流源实为所希望的。

发明内容
通过本发明的实施例大致可解决或避免这些和其他的问题，并达成技术优点，其 中本发明的实施例提供针对固定转导偏压电路的一电压相依可调式电阻元件，以使用来提 供温度相依的补偿以平衡具有温度相依性的移动率，如此才能提供一个与温度无关的参考 电流。 在本发明第一个实施例中，提供与固定转导偏压电路中的电阻串联的压控电阻， 以及使用一反馈来控制该压控电阻的数值大小。利用这样的方式，可增加组合电阻的正温 度相依性的特征，选择该电阻值以提供一平衡的温度相依性来弥补所输出的参考电流上的 具有负温度相依性的移动率，使得该输出的参考电流可维持在一设定的电平，或与基底温 度具有较少的相依性。 在另一实施例中，提供一种于一固定转导偏压电路中的反馈电路，在反馈电路中， 控制在固定转导偏压电路的栅极中控制下拉晶体管的电压。当该电压增加时，具有一增益 的反相放大器输出一减少的电压至压控电阻中；而当至该压控电阻的电压减少时，一压控 的电流路径增加了其流经的电流。根据此方式，该反馈电路补偿了固定转导偏压电路的电 流以维持所输出的参考电流在一既定大小下，当温度增加时，该输出的参考电流可维持在 该既定大小下，并且与集成电路的操作温度无关。 在另一实施例中，在固定转导偏压电路中提供一种具有正温度相依性的压控电阻，由于移动率决定了固定转导偏压电路的负温度相依性，于一操作温度范围内具有正温 度相依性的压控电阻是设计用来补偿负温度相依性，提供一反馈电压给压控电阻以调整该 压控电阻的阻抗大小，并且当操作温度增加或减少时提供该正温度相依的系数大小以获得 一固定的参考电流。 在另一实施例中，提供一种反馈电路以调整一固定转导偏压电路的电阻，该反馈 电路可包括一具有负增益的运算放大器，至放大器的输入可为一内部电压，其中该内部电 压随着温度的增加而增加，而该反馈电路提供一随着温度增加而减少的反馈电压，该反馈 电压耦接至压控电阻以提供对于固定转导偏压电路的一补偿机制。 在一方法实施例中，提供一种至固定转导偏压电路的电流，其中该固定转导偏压 电路设计为像镜子一样以提供一固定的输出电流，固定转导偏压电路的一内部节点电压是 随着温度而增加的，形成一与内部节点电压相符但随着温度而减少的反馈电压，提供至固 定转导偏压电路的电流是根据反馈电压而改变的。通过此方式，在变化的温度下，输出电流 也可维持在一既定且设定的电平上。 以上的描述概括了本发明的特征和技术优点，因此可通过以下所详细说明的叙述 来更了解本发明，该摘要仅简单描述某些本发明的实施例，但本发明并非仅限于上述实施例。 在此描述本发明的其余特征和优点，以构成本发明的保护范围。任何本领域普通 技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护 范围当视随附的权利要求所界定的范围为准。


图1为公知技术的一固定转导偏压电路，其中固定转导偏压电路提供一固定电流 Iref 。 图2a、图2b和图2c显示图中一理想和实际上的移动率的温度相依性， 一理想和实 际电阻的温度相依性，以及对集成电路来说在惯用的温度范围内参考电流Iref的结果描 述，其中惯用的温度范围为-40度c(摄氏度)和125度c之间。 图3a_图3b显示在一般半导体工艺下通过公知方法所形成的电阻R的切面图。
图4是根据本发明的实施例所述的一固定转导偏压电路。
图5是描述图4电路的电路实施。 图6a、图6b、图6c中描述移动率、电阻，以及参考电路Iref与温度的关系。
图7a、图7b、图7c分别为通过移动率、电阻、以及参考电流的微分后，分别在三例 子下的温度相依性的表示图。 图8a、图8b和图8c为图5电路实施例中电压VBN、电压VMID和电阻Rcv与温度 的关系的三张曲线图。 图9a描述比较于本发明实施例中的压控电阻的数值和温度的关系以及在现有技 术中的固定电阻与温度的关系。 图9b中描述现有技术的固定转导偏压电路所得到的参考电流Iref与本实施例的
固定转导偏压电路所得到的参考电流Iref的比较。 图10显示本发明固定转导偏压电路的另一实施例。
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并且，上述附图中的附图标记说明如下 31 氧化扩散电阻(简称0D电阻) 32 多晶硅电阻(polysilicon resistor) 33 P型基底 MP 1 、 MN1 、 MN2 、 MP2 、 MP3 、 MN3 、 MN4 、 MP4 、 T1 晶体管 Iref 固定参考电流 R， Rl、Rv、Rcv 电阻 VDD、 VBN、 VMID 电压 AN 反馈放大器 0TA1 转导偏压放大器
具体实施例方式
以下所描述的为本发明的较佳实施例的应用和组合。然而，可了解的是，本发明提
供许多可应用的发明概念，其中该发明概念可通过特定内容的广泛变化来具体实现，在此
所讨论的特定实施例仅为实践和使用本发明的特定方法，并非限制本发明的范围。 图4是根据本发明的实施例所述的一固定转导偏压电路。在图4中，提供一压控
电阻Rcv，在一实施例中，提供与一已知电阻Rl并联的有效电阻Rv(该电阻可为氧化扩散电
阻(简称0D电阻)或多晶硅电阻或者在其他的实施例中电可为其两者的结合)，该有效电
压相依电阻要足够大到可以忽略固定电阻Rl 。在其他实施例中，压控电阻Rcv可包括大的
晶体管，并且此安排可为另一实施例，这样的实施例也可视为本发明的一部分且不超出随
后随附的所要求保护的范围内。 在之前已说明了晶体管MP1、丽1、丽2和MP2所组成的固定转导偏压电路，且输出 参考电流Iref。 具有-A增益的反馈放大器AN接收一电压VBN并且输出一成反比的电压VMID。那 是因为反馈放大器AN的增益为负的关系，所以电压VMID会随着电压VBN的增加而减少，反 之亦然。 当电压VBN增加时，则电压VMID减少，意味着增加了电阻Rv的数值；当电压VBN 变小，则电压VMID增力B，意味着减少了电阻Rv的数值。如此看来，上述反馈放大器AN可补 偿该电流以维持参考电流Iref在一固定并且理想的固定电平上。 在操作上，图4中的固定转导偏压电路40提供产生在输出点的参考电流Iref，该 参考电流Iref可维持为一固定大小，且不会受到电压VDD的影响。晶体管MN1电性连接成 二极管，并且晶体管丽l提供于栅极上的电压VBN，其中该电压VBN的大小为大于接地电压 的晶体管临界值( 一般来说为0. 5-0. 8伏特左右)。因此，晶体管MN2接收上述电压VBN， 并且导通与晶体管丽l所导通的范围为相同的。晶体管MP2也电性连接成二极管，因此，提 供一栅极电压，其中该栅极电压为大于接地电压的晶体管临界值。该栅极电压同样地耦接 至提供电流给晶体管丽l的晶体管MP1。因为该栅极电压与电压VDD是无关的，甚至在电压 VDD稍微下降或增加的情况下，该电路也提供一固定参考电流Iref。 根据欧姆定律I = V/R来决定流入到晶体管MP1漏极的电流，在此电阻R为Rv，并 且为可变的。
当温度升高，电压VBN会有下降的趋势。然后反馈放大器AN会输出一增加的电压 VMID，该增加的电压增加了该电阻Rev的大小。 图5描述(在一实施例中)图4电路的电路实施。在图5中，电阻Rl与一包含一 固定电阻R2的电阻并联形成了电阻Rcv，而该电阻R2连接到一压控电流源，在这例子中， 使用一P型金属氧化物半导体晶体管T1。在另一实施例中，根据该反馈电压提供电流的机 制可取代晶体管T1。电阻R2与栅极为接收电压VMID的晶体管T1串联。晶体管MP1、MP2、 MN1和MN2全部耦接以形成一固定转导偏压放大器(如公知技术所述)。于节点上的电压 VBN(也为电性耦接为二极管的晶体管丽l的栅漏电压)与包括晶体管MP3、MP4、丽3和丽4 的反馈放大器AN耦接。反馈放大器AN提供对一输入的电压VBN做一负增益放大。在操作 中，当节点上的电压VBN增加时，则电压VMID下降，而当电压VBN减少时，该电压VMID上升。
当电压VMID下降，则晶体管Tl会导通，其中该晶体管Tl所传送电流会经过电阻 R2，相当于电阻Rev的大小会减小；相反的，当电压VMID上升，P型晶体管Tl导通较少的电 流，并且流经电阻R2的电流减少，也为电阻Rcv的数值大小随的增加。
图6a、图6b、图6c分别描述移动率、电阻，以及所产生的参考电路Iref与温度的 关系。 一例子为描述在理想情况下的温度相依性，另一例子为公知技术以及第三例子为本 发明的实施例。在所有三个例子中，移动率yPCox(W/L)的温度相依性是最相似的，图6a 显示负温度相依性，也为当温度升高时而移动率pPCox(W/L)的数值下降。于图6b中，电 阻R为理想状况下(为水平的位于中间的曲线)、一公知技术(具有较温和的正温度相依性 的系数，为颜色最深的曲线)以及本发明的实施例，其中本发明的实施例为压控电阻随着 温度增加而剧烈的变化(图中颜色最浅的曲线)。而图6c显示各例子所产生的参考电流 Iref。图6c的颜色最深的线条为公知技术的例子，且其曲线具有正温度相依性的特征，图 中于温度-4(TC时(最左边)，该参考电流Iref大约为47微安培，而于温度125°C时(图最 右边)，则上升到了 57微安培。而在图6c中参考电流Iref最糟糕的曲线即为具有理想电 阻的电路的情况下。因为移动率随着温度改变，然而电阻R在理想的情况下不会随着温度 改变，则所造成的参考电流Iref于温度-4(rC时大约为40微安培，但随着上升的温度而持 续增加到65微安培。而图6c中中间的曲线则表示通过本发明的压控电阻而参考电流Iref 是具有温度补偿的，例如图4和图5中的实施例，参考电流Iref在温度_401:时大约为50 微安培，并且在温度升高到125t:时，也大约维持在相同的数值。因此，该比较图可显示出使 用本发明的实施例所得到的优点。 图7a、图7b、图7c分别为移动率、电阻、以及参考电流的微分后，在三个情况下 (不用任何方法、公知技术和本发明实施例)的温度相依性的表示图。该参考电流微分后可 表示为
<formula>formula see original document page 9</formula> 因此，只要对具有相对于温度的固定参考电流Iref的电路正确操作，相对于温度 的参考电流的变化(也为该微分的数值)应该趋近于0。 在上述公式中，因为移动率对时间微分后为负值(故具有负微分的特征)，电阻微分(即为电阻随着温度的变化)后的数值与移动率对时间微分后的数值^^正好相反
时，则对于压控电阻Rcv来说是最好的设计。通过本发明的实施例中的上述反馈放大器AN 以及压控电阻Rcv，即可达成产生温度无关的固定参考电流Iref 。 图7a_图7c分别显示图6a_图6c中所示的各项数值所形成的图形的微分曲线， 其中横轴皆为温度。图7a中的三条图形显示在理想、公知以及本发明情况下的^。曲线 图，图中的各曲线全部重叠并且具有相同的斜率。图7b中的三条图形显示在理想、公知以 及本发明情况下的^fi曲线图。在理想情况下，电阻大小与温度无关并且对于温度的改变
为o(为图7b中最底部的曲线)。在公知方法下的曲线是具有些微正斜率并且几乎为线性
的。而于本发明实施例中，压控电阻的微分显示于图7b中的最上层的曲线，该曲线具有最
大的数值(大约为公知技术的两倍)，并且在-401:与125t:之间所呈现的斜率是稍微负值 的，对于较冷温度来说，关于温度的改变是较高的，且而当温度增加时，则曲线会些微地下 降。 而^fi改变的速率则显示于图7c中，在理想的电阻下，则移动率会支配曲线。
因此，图7c中最上层的曲线即为理想状况下的，其^&^)改变的速率为最大。而图7c中
中间的曲线即为利用固定但具有温度相依性的电阻的公知技术下所表示出的微分数值。而 图7c中的最底部曲线则为本发明实施例的电路所产生的参考电路Iref的改变速率，其对 温度变化来说大约为O，这是为最想要的结果。再者，通过正确地选择和利用本实施例中可 变电压相依电阻以及反馈放大器，则可在固定转导偏压电路中可达成一与温度无关的固定 参考电流Iref。 图8a、图8b和图8c分别描述图5电路实施例中电压VBN、电压VMID和电阻Rcv与 温度关系的三张曲线图。在图8a中，表示节点电压VBN的曲线随着温度升高而下降。因此， 该电压VBN提供了相对于温度的移动率的直接对应，可有效地利用在本发明实施例中的上 述对应来补偿电路。而图8b描述反馈放大器AN的输出电压(也为电压VMID)描述与温度 的关系，并且反馈放大器AN的输出电压与温度成反比，其中该电压VMID具有与电压VBN相 同但相反的倾斜度，且也相对于温度的移动率的曲线是相反的。图8c显示压控电阻Rcv的 电阻值，当电压VMID上升，电阻值以相同的斜率上升。以这样的方式来维持斜率(变化的 速率)，本发明的实施例中的压控电阻Rcv将变成一具有正温度相依性的温度相依项，控制 正温度相依性以消除移动率的负温度相依性，并且因此该输出的参考电流Iref即能够维 持在不随温度改变的一固定的常数下。 图9a描述比较于本发明实施例中的压控电阻的数值和温度的关系以及在现有技 术中的固定电阻与温度的关系。在图9b中描述现有技术的固定转导偏压电路所得到的参 考电流Iref与本实施例的固定转导偏压电路所得到的参考电流Iref的比较。
图9a显示了现有技术电阻与温度的效能，该固定数值的电阻具有所希望的正温 度系数，但该斜率(为该较不陡的曲线)并非为足够弥补该移动率PpC。x(W/L)p的负温度系
10数(如上所述)的数值。在图9a中，较陡的曲线(颜色较深者)为描述本发明实施例的不受温度影响的压控电阻的数值，并且该较陡的曲线显示了其具有更强的正温度相依性。
每个例子下，相对的固定参考电流Iref与温度的关系表示于图9b中，变化最多的曲线(颜色较淡的)描述具有固定电阻的现有技术方法的效能，在-4(TC时，该参考电流Iref量测结果为44微安培，在最高温度125°C时，该曲线显示了参考电流Iref为55微安培。其相差为11微安培，或者为具有23. 73%的变化量。 在图9b较为水平的曲线(颜色较深的)为显示加入了本发明的技术特征的实施例的固定转导偏压电路的效能图。该电路的参考电流Iref在-401:时大约为50微安培而在最大的数值发生在大约2(TC时的50. l微安培。这样表示与温度的关系仅有O. 72%的变化量。 图10显示本发明固定转导偏压电路的另一实施例，在图10中，该输入层包括了具
有反馈的电压相依电阻以及一可操作的转导偏压放大器0TA1该元件可以改善固定转导偏
压电路的效能，并且更具有相容性，且当使用了结合转导偏压放大器0TA1的固定转导偏压
电路实施例、电压相依电阻和本发明的反馈电路时，可具有更多其他的好处。 本发明实施例的固定转导偏压电路和方法具有使用优点，在特定的温度范围内，
该固定电流变化可减少到少于1%，但现有技术的固定转导偏压电路的电流变化为23%，
只要通过9个晶体管即可达到此改善效果。 即使在近期发展的高阶半导体工艺中具有更多的优点，本发明的实施例电可通过这些程序(例如使用OD电阻)来实现。当电路为简单，并且可与任何的半导体工艺相容时，本发明实施例还可使用在逻辑或混合的信号程序中，且不论是在模拟电路或数字电路中执行，本发明的实施例仅需要在电路面积上小小的额外增加即可。 所提出的变型与润饰的实施例以及其他实施例将能够使得本领域普通技术人员充分了解到本发明是具有以上说明和相关图示所教示的特点与优点。因此，可以了解的是
本发明并未只限縮为上述已公开的特定实施例中，任何其变型与润饰的实施例也属本发明的保护范围内。此外，虽然上述详细说明和相关以及所附的图式是利用基本要素及/或功能方式阐述特定实施例的结合内容以描述实施例，但可了解的是，任何基于其基本要素及/或功能方式阐述的各种不同的结合也可通过其他替代且未背离本发明保护范围的实施例所提供。就其而论，例如，以基本要素及/或功能方式阐述的任何各种不同的结合(而非上述明确说明)也可被视为本发明权利要求中所提出的保护范围内。虽然在此使用一些特定术语来描述本发明，但以一般或描述性的方式来使用此特定术语，并非是用来限制本发明的。
权利要求
一种固定转导偏压电路装置，包括一压控电阻，耦接于一供应电压上；一固定转导偏压电路，耦接于上述压控电阻，并且具有提供一固定电流的一输出；以及一反馈电路，耦接于上述固定转导偏压电路内的一电压节点，并且提供一反馈电压以控制上述压控电阻的数值大小；其中上述固定转导偏压电路具有负温度相依性的特性以及上述压控电阻具有正温度相依性的特性。
2. 如权利要求1所述的固定转导偏压电路装置，其中上述反馈电路包括具有一负增益 的一放大器。
3. 如权利要求1所述的固定转导偏压电路装置，其中上述固定转导偏压电路还包括 一第一P型金属氧化物半导体晶体管，具有耦接于上述压控电阻和一第一节点之间的电流传导路径，并且上述第一 P型金属氧化物半导体晶体管具有一栅极；一第一 N型金属氧化物半导体晶体管，于上述第一节点和一参考接地点之间电性连 接成二极管，并且上述第一 N型金属氧化物半导体晶体管具有耦接至上述电压节点的一栅 极；一第二 N型金属氧化物半导体晶体管，具有耦接于一第二电路节点和上述参考接地点 之间的电流传导路径，并且上述第二N型金属氧化物半导体晶体管具有耦接至上述电压节 点的一栅极；以及一第二P型金属氧化物半导体晶体管，具有耦接于参考电流输出点和上述第二电路节 点之间的电流传导路径，并且上述第二P型金属氧化物半导体晶体管电性连接成二极管以 及上述第二 P型金属氧化物半导体晶体管的栅极与上述第一 P型金属氧化物半导体晶体管 的栅极耦接；其中在上述参考电流输出点上所提供的电流与上述供应电压为不相依的。
4. 如权利要求1所述的固定转导偏压电路装置，其中上述压控电阻还包括 一金属氧化物半导体晶体管，耦接于上述供应电压和一固定电阻之间，且根据输入至上述金属氧化物半导体晶体管的栅极端的上述反馈电压提供至上述固定电阻中的电流；以 及一第二固定电阻，与串联的上述金属氧化物半导体晶体管和上述固定电阻以并联的方 式耦接；其中上述金属氧化物半导体晶体管为一 P型金属氧化物半导体晶体管。
5. 如权利要求4所述的固定转导偏压电路装置，其中当上述反馈电压下降时，上述P型 金属氧化物半导体晶体管增加至上述固定电阻中的电流，因此减少了上述压控电阻的电阻 值大小。
6. 如权利要求5所述的固定转导偏压电路装置，其中上述反馈电压上升时，上述P型金 属氧化物半导体晶体管减少至上述固定电阻中的电流，因此增加了上述压控电阻的电阻值 大小。
7. 如权利要求1所述的固定转导偏压电路装置，其中上述固定转导偏压电路的移动率 的温度相依性的斜率趋近于0，并且与上述压控电阻的温度相依性的斜率为相反的。
8. —半导体装置，包括一压控电阻，通过一半导体基底的一有源区所形成，并且耦接于一供应电压和一节点 之间；一第一复数晶体管，在上述半导体基底中形成，上述第一复数晶体管为第一和第二种 导电形式，并且上述第一复数晶体管耦接以形成一固定转导偏压电路，具有一如一输入的 上述节点以及具有一固定电流输出点；以及一第二复数晶体管，在上述半导体基底中形成，并且上述第二复数晶体管耦接以形成 负增益的一反馈放大器，耦接至上述固定转导偏压电路内的一电压节点，并且输出一反相 的反馈电压；其中上述反相的反馈电压控制上述压控电阻。
9. 如权利要求8所述的半导体装置，其中上述第一复数晶体管还包括 一第一P型金属氧化物半导体晶体管，具有耦接于上述节点和上述固定转导偏压电路的内部节点之间的电流传导路径，并且具有一栅极；一第一 N型金属氧化物半导体晶体管，电性连接成二极管并且具有耦接上述固定转导 偏压电路的上述内部节点和一接地电压之间的电流传导路径，并且在上述第一N型金属氧 化物半导体晶体管的栅极端形成一电压，其中上述第一N型金属氧化物半导体晶体管的栅 极端还与上述固定转导偏压电路的上述内部节点耦接；一第二 N型金属氧化物半导体晶体管，具有耦接至上述固定转导偏压电路的上述内部 节点的栅极，并且具有耦接于上述接地电压和一第三节点之间的电流传导路径；以及一第二 P型金属氧化物半导体晶体管，于上述第三节点和上述固定电流输出点之间 电性连接成二极管，具有耦接至上述第一第一 P型金属氧化物半导体晶体管的栅极的栅极 端，并且具有其电流传导路径以衰减上述固定电流输出点的电流；其中上述固定电流输出点的电流维持一既定大小并且与上述供应电压的变化无关。
10. 如权利要求8所述的半导体装置，其中上述压控电阻还包括 一第一固定电阻，耦接于上述供应电压以及上述节点之间；以及一第二电阻元件，其包括具有耦接于上述供应电压和上述节点之间的电流传导路径的 一晶体管，并且形成至上述第一固定电阻的一并联电流路径。
11. 如权利要求io所述的半导体装置，其中上述第二电阻元件还包括与上述晶体管串联的一第二固定电阻。
12. —种提供固定转导偏压电路的方法，包括 提供一压控电阻以提供来自一正供应电压的一温度相依电流；降低至一电流镜的一固定电流，上述固定电流成正比于上述温度相依电流，上述电流 镜的增益大小与温度有关；在上述电流镜中接收随着上述固定电流的变化而改变的一电压节点；以及提供一负反馈电路，上述负反馈电路与上述电压节点耦接，并且控制上述压控电阻和 一负反馈电压；其中提供与温度的变化无关的上述固定电流。
13. 如权利要求12所述的提供固定转导偏压电路的方法，其中提供上述压控电阻的步 骤还包括提供耦接于上述正供应电压和一节点之间的一第一固定电阻；以及提供与上述第一固定电阻并联的一压控电阻元件，其中上述压控电阻元件具有一电流 传导路径，并且具有根据上述负反馈电压改变上述电流传导路径的上述压控电阻的一输出 电压。
14. 如权利要求13所述的提供固定转导偏压电路的方法，其中提供上述压控电阻元件 的步骤还包括提供具有耦接于上述正电源供应和一第二固定电阻之间的电流传导路径的一晶体管， 并且在为输入端的上述晶体管的栅极上接收上述负反馈电压。
15. 如权利要求12所述的提供固定转导偏压电路的方法，其中上述压控电阻具有正温 度相依的特性，以及于上述电压节点上的电压具有负温度相依的特性。
全文摘要
提供一种与温度无关的固定参考电流的电路架构和方法，本发明实施例所公开的一固定转导偏压电路包括一压控电阻用以提供至一电流镜中的电流，上述电流镜降低其输出端的参考电流，通过提供一控制上述压控电阻的反馈电路，可获得一温度补偿电路，上述压控电阻的温度相依性为正温度相依的，并且上述反馈电路维持该压控电阻在可补偿上述电流镜的负温度相依性的一数值大小中，因此，所获得的参考电流可位于与温度无关的一既定电平上。本发明实施例涉及提供一参考电流的方法，提供一电压相依电阻以供应电流至一电流镜，该电压相依电阻接收来自电流镜的反馈电压，并该反馈电压控制该电压相依电阻，因此可获得与温度无关的参考电流。
文档编号H03F1/34GK101795112SQ20101000351
公开日2010年8月4日 申请日期2010年1月12日 优先权日2009年1月12日
发明者苑敏学, 蔡宗宪, 陈建宏 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司