基于曲率补偿的电流基准源的设计

一种曲率补偿电流值准源的设计

电 流 基 准 源 作 为 偏 置 模 块 ， 广 泛 用 于 集 成 电 路 设 计中 。 电 流 基 准 源 的 性 能 将 影 响 到 整 个 电 路 的 精 度 和 性能 ， 尤 其 在 AC/DC 转 换 器 的 设 计 中 ， 电 流 基 准 源 会 用 作振 荡器 的充 放电电 流来 控制振 荡器 的 占 空 比 ， 因 此 要 求在很 宽的 温度 范围内 ， 电流 基准源 能 有 小 的 温 度 系 数 和一定的 电源 抑制比 。

小 温 度 系 数 的 电 流 基 准 源 可 采 用 多 项 设 计 技 术 实现 ： （1）采 用 电 阻 温 度 补 偿 实 现 的 电 流 源 ， 即 采 用 不 同 类型的 电阻 相互 补偿来 达到 温度补 偿 的 效 果 ， 只 是 电 阻 的性能受 工艺 的影响 不 好 控 制 。（2）采 用 MOS 结 构 的 电 流基准源 ， 其中 有采用 阈值 电压 和 迁 移 率 的 相 互 补 偿 技 术来 获 得 好 的 温 度 特 性 的 电 流 基 准 源 ; 也 有 采 用 MOS 晶体管 的亚 阈值特 性来 实现温 度补 偿的 电流基 准源 。但这些结构 都比 较复杂 ， 并且 在亚 阈 值 区 域 工 作 很 难 控 制 。 （3）在 传 统 的 一 阶 温 度 补 偿 的 基 础 上 进 行 曲 率 补 偿 （ 二阶 温 度 补 偿 ） 的 电 流 基 准 源 ， 不 仅 可 以 得 到 较 小 的 温 度系 数， 同 时结 构简单 、设计 灵活、容 易控 制。

本 文 基 于 带 隙 电 压 结 构 产 生 的 PTAT 电 流 ， 提 出 一种将其 温度 系数独 立补 偿的 三 支 电 流 进 行 叠 加 ， 以 实 现曲率补 偿。从 而获取 较好 的温 度特性 。经 XFAB 公 司的 0.6！m 工 艺 模 型 验 证 ， 在- 40℃～135℃的 宽 温 度 范 围 内 ， 其 温度 系数为 39.8ppm/℃。