第9章 基准电流源.pdf

第9 章 基准电流源353 9.1 基准电流源的性能参数353 9.1.1 温漂系数353 9.1.2 电源抑制比（Power Supply Reject Ratio, PSRR）354 9.1.3 功耗354 9.2 基准电流源的工作原理354 9.3 常用基准电流源的几种结构356 9.3.1 利用电阻RS 在NMOS 管源极产生电压差V 356 9.3.2 利用电阻RS 在PMOS 管源极产生电压差V 358 9.3.3 共源共栅基准电流源359 9.3.4 三支路基准电流源360 9.4 基准电流源的设计实例361 9.4.1 LDO 中基准电流源的性能指标362 9.4.2 基准电流源结构的确定362 9.4.3 基准电流源参数的调试364 9.4.4 电路仿真368 9.4.5 小结384 352 第9 章 基准电流源 基准电流源是指在模拟集成电路中用来作为其它电路的电流基准的高精度、低温 度系数的电流源。电流源作为模拟集成电路的关键电路单元，广泛应用于运算放大器、 A/D 转换器、D/A 转换器中。偏置电流源的设计是基于一个已经存在的标准参考电流 源的复制，然后输出给系统的其他模块。因此，电流源的精度直接影响到整个系统的 精度和稳定性。 基准电流源是模拟电路所必不可少的基本部件，高性能的模拟电路必须有高质量、 高稳定性的电流和电压偏置电路来支撑，它的性能会直接影响到电路的功耗、电源抑 制比、开环增益、以及温度等特性。在本章中，主要讨论在CMOS 技术中电流基准的 产生。首先，将研究基准电流源的工作原理，接着介绍常用的基准电流源的几种结构， 最后以一种基准电流源的设计为例详细介绍基准电流源的设计流程，并引入一种输出 基准电流高阶温度补偿的方法。 9.1 基准电流源的性能参数 9.1.1 温漂系数 基准电流源的一个重要的指标是电流基准在宽温度范围下的工作稳定程度。温漂 系数不仅是衡量带隙基准电压源输出电压随温度变化的一个性能参数，也是衡量基准 电流源输出电流的一个重要参数。与基准电压源的温漂系数类似，基准电流源的温漂 系数同样表示输出基准电流随温度变化的情况，其单位为ppm/ ℃。表示当温度变化1 摄氏度时，输出电流变化的百万分比。其计算公式为： [ （基准电流最大值-基准电流最小值）/ （基准电流的平均值×温度范围）]×1000000 符号表达式为： I −I T MAX MIN =×1000000 　 （9-1 ） C I MEAN (TMAX −TMIN ) 式中：T ——基准电流源的温漂系数，ppm/ ℃; C I MAX ——基准电流最大值，A; I MIN ——基准电流最小值，A; I MEAN ——基准电流平均值，A; T ——温度最大值，℃; MAX T ——温度最小值，℃。 MIN 353 9.1.2 电源抑制比（Power Supply Reject Ratio, PSRR ） 通常，基准电流源的一个重要作用就是，在正常工作电压范围内当电源电压发生 变化时，输出电流基本不变，也就是其电源抑制比较高。电源抑制比是衡量电路对电 源线上噪声的抑制能力的参数，换句话说，基准电流源的电源抑制