一种电流镜像电路的制作方法

本发明属于电子电路，具体涉及一种电流镜像电路。

背景技术：

1、在芯片设计，尤其是高压电路中，闩锁效应(lu，latch up)的发生容易开启异常的大电流，从而引起烧片等较为严重的后果。在闩锁效应测试及芯片实际使用过程中，芯片i/o口抽拉或灌入电流也会通过寄生结构影响到内部电路，版图上距离越近越容易产生较大电流。如图1所示的电流镜像电路，第一晶体管m1的漏端产生异常电流ilu，电流镜像电路将该支路的异常电流ilu镜像放大，则放大后的路径上将看到成倍大的电流，超过了通路上的元器件和金属线的电磁兼容能力上限，同时考虑芯片热阻后该电路将会产生极大的温升，严重影响了芯片的可靠性。

2、因此，针对上述技术问题以及其他异常工作状态发生过程中将异常电流也同时放大的问题，有必要提供一种新型的电流镜像电路。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电流镜像电路，其解决了电流镜像电路在第一电流信号异常增大时将其放大的问题。

2、为了实现上述目的，本发明一具体实施例提供的技术方案如下：

3、一种电流镜像电路，所述电路包括电流产生模块和电流控制模块；

4、所述电流产生模块用于获得第一电流信号，并基于第一电流信号获得第一电压信号和第二电压信号；

5、所述电流控制模块包括电压比较单元和电流镜像单元，所述电压比较单元用于基于第一电压信号获得第一控制信号以控制电流镜像单元的开启和关断，所述电流镜像单元用于基于第二电压信号获得与第一电流信号成比例的第二电流信号。

6、在本发明的一个或多个实施例中，所述电流产生模块包括第一电流产生单元和电压产生单元，所述第一电流产生单元用于获得第一电流信号，所述电压产生单元用于基于第一电流信号获得第一电压信号和第二电压信号。

7、在本发明的一个或多个实施例中，所述第一电流产生单元包括第一缓冲器、第一晶体管和第一电阻单元，所述第一缓冲器的第一输入端用于输入外部电压信号，所述第一缓冲器的第二输入端与第一晶体管的源极相连，所述第一缓冲器的输出端与第一晶体管的栅极相连，所述第一晶体管的漏极与电流控制模块以及电压产生单元相连，所述第一电阻单元的第一端与第一晶体管的源极相连，所述第一电阻单元的第二端与参考电位相连。

8、在本发明的一个或多个实施例中，所述电压产生单元包括多个依次串联的第二电阻单元，多个所述第二电阻单元用于基于第一电流信号获得第一电压信号和第二电压信号。

9、在本发明的一个或多个实施例中，所述电压比较单元包括基准电压单元和比较器，所述基准电压单元用于产生基准电压信号；

10、所述比较器的第二输入端与基准电压单元相连以接收基准电压信号，所述比较器的第一输入端与电流产生模块相连以接收第一电压信号，所述比较器的输出端与电流镜像单元相连，所述比较器用于基于基准电压信号和第一电压信号获得第一控制信号。

11、在本发明的一个或多个实施例中，所述基准电压单元包括第一电流源和基准电阻，所述基准电阻的第一端与电源电压相连，所述第一电流源的第一端与基准电阻的第二端以及比较器的第二输入端相连，所述第一电流源的第二端与参考电位相连，所述第一电流源用于产生第一基准电流。

12、在本发明的一个或多个实施例中，所述电流镜像单元包括钳位单元和第二电流产生单元；

13、所述电压比较单元与钳位单元相连以通过第一控制信号控制钳位单元开启和关断，所述钳位单元同时与电流产生模块相连以产生控制第二电流产生单元开启和关断的第二控制信号，并基于第二电压信号获得第三电压信号；

14、所述第二电流产生单元与钳位单元相连以基于第三电压信号获得第二电流信号。

15、在本发明的一个或多个实施例中，所述第二电流产生单元包括第三电阻单元、第二晶体管和第四电阻单元；

16、所述第三电阻单元的第一端与电源电压相连，所述第三电阻单元的第二端与钳位单元相连；

17、所述第二晶体管的源极与第三电阻单元的第二端相连，所述第二晶体管的栅极与钳位单元相连以接收第二控制信号，所述第二晶体管的漏极与第四电阻单元的第一端相连，所述第四电阻单元的第二端与参考电位相连。

18、在本发明的一个或多个实施例中，所述电流控制模块设置为多个。

19、在本发明的一个或多个实施例中，所述电流镜像单元设置为多个。

20、与现有技术相比，本发明的一种电流镜像电路将第一电流信号转换为对应的电压信号并与预设的安全阈值电流对应的电压信号相比较，以控制电流镜像单元是否开启，解决了电流镜像电路在闩锁效应发生过程中将异常电流也同时放大的问题，从而避免由于闩锁效应或其他异常工作状态发生过程中将异常电流也同时放大的问题，从而避免由于高于设计值的第二电流信号引起的过流、过压、过温等一系列问题造成的芯片损毁，提高了芯片可靠性。通过设置多组电流控制模块和电流镜像单元，获得不同安全阈值电流以及多组与第一电流信号成不同比例的第二电流信号。

技术特征：

1.一种电流镜像电路，其特征在于，所述电路包括电流产生模块和电流控制模块；

2.根据权利要求1所述的电流镜像电路，其特征在于，所述电流产生模块包括第一电流产生单元和电压产生单元，所述第一电流产生单元用于获得第一电流信号，所述电压产生单元用于基于第一电流信号获得第一电压信号和第二电压信号。

3.根据权利要求2所述的电流镜像电路，其特征在于，所述第一电流产生单元包括第一缓冲器、第一晶体管和第一电阻单元，所述第一缓冲器的第一输入端用于输入外部电压信号，所述第一缓冲器的第二输入端与第一晶体管的源极相连，所述第一缓冲器的输出端与第一晶体管的栅极相连，所述第一晶体管的漏极与电流控制模块以及电压产生单元相连，所述第一电阻单元的第一端与第一晶体管的源极相连，所述第一电阻单元的第二端与参考电位相连。

4.根据权利要求2所述的电流镜像电路，其特征在于，所述电压产生单元包括多个依次串联的第二电阻单元，多个所述第二电阻单元用于基于第一电流信号获得第一电压信号和第二电压信号。

5.根据权利要求1所述的电流镜像电路，其特征在于，所述电压比较单元包括基准电压单元和比较器，所述基准电压单元用于产生基准电压信号；

6.根据权利要求5所述的电流镜像电路，其特征在于，所述基准电压单元包括第一电流源和基准电阻，所述基准电阻的第一端与电源电压相连，所述第一电流源的第一端与基准电阻的第二端以及比较器的第二输入端相连，所述第一电流源的第二端与参考电位相连，所述第一电流源用于产生第一基准电流。

7.根据权利要求1所述的电流镜像电路，其特征在于，所述电流镜像单元包括钳位单元和第二电流产生单元；

8.根据权利要求7所述的电流镜像电路，其特征在于，所述第二电流产生单元包括第三电阻单元、第二晶体管和第四电阻单元；

9.根据权利要求1所述的电流镜像电路，其特征在于，所述电流控制模块设置为多个。

10.根据权利要求1所述的电流镜像电路，其特征在于，所述电流镜像单元设置为多个。

技术总结
本发明公开了一种电流镜像电路，电路包括电流产生模块和电流控制模块；电流产生模块用于获得第一电流信号，并基于第一电流信号获得第一电压信号和第二电压信号；电流控制模块包括电压比较单元和电流镜像单元，电压比较单元用于基于第一电压信号获得第一控制信号以控制电流镜像单元的开启和关断，电流镜像单元用于基于第二电压信号获得与第一电流信号成比例的第二电流信号。本发明解决了电流镜像电路在闩锁效应或其他异常工作状态发生过程中将异常电流也同时放大的问题，从而避免由于高于设计值的第二电流信号引起的过流、过压、过温等一系列问题造成的芯片损毁，提高了芯片可靠性。

技术研发人员：陆叶王青
受保护的技术使用者：思瑞浦微电子科技（上海）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7