差动电路的制作方法

1.本发明是关于集成电路领域，特别是关于一种差动电路。


背景技术：

2.在差动电路中，由于器件(负载)本身的失配，差动电路的输入端存在随机的失调电压。在现有技术方案中，会通过校准(trim)来降低输入失调电压，但校准(trim)只能降低常温下的失调电压，在全温范围内现有的校准(trim)无法实现低温漂的失调电压。
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。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种差动电路，其能够在全温范围内实现低温漂的失调电压。
5.为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种差动电路，包括：一组输入对管、一对第一负载以及调节电路。
6.一组输入对管，具有一对输入端、一对第一端和一对第二端，所述输入对管的一对输入端用于接收差分信号，所述输入对管的一对第一端用于输出信号；
7.一对第一负载，与输入对管的一对第一端相连；
8.调节电路，用于产生输送至输入对管的第一端和/或第二端的调节电流；
9.所述调节电路包括：一个或多个恒定跨导偏置电路、电流产生电路和迁移率跟随电路。
10.一个或多个恒定跨导偏置电路用于产生偏置电流；
11.电流产生电路包括用于产生一路或多路补偿电流的基准电路或者包括用于基于偏置电流产生一路或多路补偿电流的补偿电流产生电路；
12.迁移率跟随电路用于基于偏置电流和补偿电流产生调节电流或者基于偏置电流和补偿电流产生调节电流。
13.在本发明的一个或多个实施例中，所述恒定跨导偏置电路包括第一电流镜、第三mos管、第四mos管和第三电阻，所述第三电阻的第一端与第三mos管的漏极以及第四mos管的栅极相连，所述第三电阻的第二端与第三mos管的栅极以及第一电流镜相连，所述第四mos管的漏极与第一电流镜相连，所述第三mos管的源极和第四mos管的源极与电源电压相连。
14.在本发明的一个或多个实施例中，所述差动电路还包括与恒定跨导偏置电路和迁移率跟随电路相连的第二电流镜，所述第二电流镜用于将偏置电流输送至迁移跟随电路。
15.在本发明的一个或多个实施例中，所述恒定跨导偏置电路包括第一电流镜、第三电流镜和第三电阻，所述第一电流镜和第三电流镜相连，所述第三电阻的第一端与第一电流镜相连，所述第三电阻的第二端与参考电压相连。
16.在本发明的一个或多个实施例中，所述恒定跨导偏置电路包括第一电流镜、第三电流镜和第三电阻，所述第一电流镜和第三电流镜相连，所述第三电阻的第一端与第三电流镜相连，所述第三电阻的第二端与电源电压相连。
17.在本发明的一个或多个实施例中，所述补偿电流产生电路包括第十mos管、第十一mos管、第四电阻和第四电流镜，所述第十mos管的漏极与第十一mos管的栅极相连以接收偏置电流，所述第十mos管的栅极与第十一mos管的源极以及第四电阻的第一端相连，所述第四电阻的第二端与第十mos管的源极以及参考电压相连，所述第四电流镜与第十一mos管的漏极相连，所述第四电流镜用于产生一路或多路补偿电流。
18.在本发明的一个或多个实施例中，所述差动电路还包括与电流产生电路和迁移率跟随电路相连的计算电路，所述计算电路用于对补偿电流进行运算并将运算结果输送至迁移率跟随电路。
19.在本发明的一个或多个实施例中，所述计算电路包括第一计算电路和第二计算电路；
20.所述第一计算电路包括相连的第五电流镜和第六电流镜，所述第五电流镜和第六电流镜用于接收补偿电流并产生与补偿电流之和呈比例的运算电流；
21.所述第二计算电路包括第七电流镜、第八电流镜、第九电流镜和第十电流镜，所述第七电流镜、第八电流镜与第九电流镜相连，所述第十电流镜与第九电流镜相连，所述第七电流镜和第八电流镜用于分别接收并传输补偿电流，所述第九电流镜和第十电流镜用于产生与补偿电流之差呈比例的运算电流。
22.在本发明的一个或多个实施例中，所述迁移率跟随电路包括第十一电流镜、第十二电流镜和第二负载，所述第十一电流镜与第十二电流镜相连以接收补偿电流之间的运算电流并输出调节电流，所述第十二电流镜同时接收偏置电流，所述第十二电流镜同时与第二负载相连以输出补偿电流之间的运算电流。
23.在本发明的一个或多个实施例中，所述迁移率跟随电路包括第十三电流镜、第十四电流镜、第十五电流镜、第十六电流镜、第十七电流镜和第三负载，所述第十三电流镜用于接收偏置电流，所述第十四电流镜与第十三电流镜相连，所述第十五电流镜与第十四电流镜相连，所述第三负载的第一端与第十五电流镜相连，所述第三负载的第二端与参考电压相连，所述第十六电流镜与第十五电流镜相连并用于接收补偿电流，所述第十七电流镜与第十四电流镜、第十五电流镜以及第十六电流镜相连并输出调节电流。
24.在本发明的一个或多个实施例中，所述差动电路还包括第十八电流镜，所述第十八电流镜用于成比例复制调节电流以输送至输入对管的第一端和/或第二端。
25.与现有技术相比，根据本发明实施例的差动电路，通过恒定跨导偏置电路产生偏置电流，通过电流产生电路产生补偿电流，通过迁移率跟随电路基于偏置电流和补偿电流产生调节电流，将调节电流作为输入对管的偏置电流和差动电路输出端的校准输入电流，可以在差动电路中实现零温漂的失调电压，并且可以实现全温范围内的低失调电压。
附图说明
26.图1是根据本发明的差动电路的电路原理图。
27.图2是根据本发明实施例一的恒定跨导偏置电路和第二电流镜的电路原理图。
28.图3是根据本发明实施例一的电流产生电路的电路原理图。
29.图4是根据本发明实施例一的第一计算电路的电路原理图。
30.图5是根据本发明实施例一的第二计算电路的电路原理图。
31.图6是根据本发明实施例一的迁移率跟随电路的电路原理图。
32.图7是根据本发明实施例一的第十八电流镜的电路原理图。
33.图8是根据本发明实施例二的恒定跨导偏置电路、第二电流镜和补偿电流产生电路的电路原理图。
34.图9是根据本发明实施例三的恒定跨导偏置电路和第二电流镜的电路原理图。
35.图10是根据本发明实施例四的恒定跨导偏置电路和第二电流镜的电路原理图。
36.图11是根据本发明实施例五的迁移率跟随电路的电路原理图。
具体实施方式
37.下面结合附图，对本发明的具体实施例进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。
38.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
39.说明书中的“耦接”或“连接”或“相连”既包含直接连接，也包含间接连接。间接连接为通过中间媒介进行的连接，如通过电传导媒介进行的连接，其可具有寄生电感或寄生电容；间接连接还可包括在实现相同或相似功能目的的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接，如通过开关、跟随电路等电路或部件的连接。另外，在本发明中，例如“第一”、“第二”之类的词语主要用于区分一个技术特征与另一个技术特征，而并不一定要求或暗示这些技术特征之间存在某种实际的关系、数量或者顺序。
40.实施例1
41.如图1所示，在以电阻为负载的差动电路中，输入失调电压的公式为：
[0042][0043]
其中，id表示第一mos管m1或第二mos管m2上的电流，gm表示第一mos管m1或第二mos管m2的跨导，δv
th
为第一mos管m1或第二mos管m2的阈值电压之差，μ为第一mos管m1或第二mos管m2的半导体的迁移率，c
ox
为第一mos管m1或第二mos管m2的单位面积的栅氧化层电容，为第一mos管m1或第二mos管m2的宽长比。
[0044]
在有校准的差动电路中，δid包括两个部分，一部分是由于器件(电阻)失配导致的电流失配，设为i
dm
，另一部分是校准引入的补偿失调电压的电流，设为i
t
，则
[0045]
δid＝δi
dm
+δi
t
[0046]
带入输入失调电压的公式中：
[0047]
[0048]
输入失调电压与温度的关系为：
[0049][0050]
其中，δv
th
几乎与温度无关。
[0051]
可以展开为：
[0052][0053]
因此，决定于器件本身的参数，几乎与温度无关。
[0054]
在不引入校准时，通过公式：
[0055]
idr2＝(id+δi
dm
)(r2+δr0)
[0056]
可得
[0057][0058]
δr0为电路失配在第二电阻r2上引起的电阻变化，由电阻本身的失配导致，几乎与温度无关。
[0059]
因此，保留公式中的主项，输入失调电压与温度的关系可以简化为：
[0060][0061]
由公式可知，失调电压的温度系数主要由两部分决定，一是电路本身的电流与跨导之比二是通过校准补充至电路中的电流与跨导之比并且电路本身的失配是随机的，所以δβ和δr0可正可负，δi
t
的方向由校准的位置决定，方向是固定的，当温度系数没有进行处理时，校准会增加失调电压的温度系数。
[0062]
因此，要降低整个电路的失调电压温度系数，需要设计id和δi
t
跟随第一mos管m1和/或第二mos管m2的跨导gm的变化，使和与温度无关。
[0063]
如图1所示，本发明公开了一种差动电路，包括：一组输入对管、一对第一负载10a、10b和调节电路20。
[0064]
其中，一组输入对管具有一对输入端、一对第一端和一对第二端，输入对管的一对输入端用于接收差分信号，输入对管的一对第一端用于输出信号。具体的，一组输入对管包括第一mos管m1和第二mos管m2，第一mos管m1和第二mos管m2的栅极构成一对输入端，第一mos管m1和第二mos管m2的漏极构成一对输出端，第一mos管m1和第二mos管m2的源极构成一对第二端。在其他实施例中，第一mos管m1和第二mos管m2可以采用p沟道的mos管。
[0065]
一对第一负载10a、10b与输入对管的一对第一端相连，具体的，一对第一负载10a、
10b包括第一电阻r1和第二电阻r2，第一电阻r1的第一端和第二电阻r2的第一端与电源电压vdd相连，第一电阻r1的第二端与第一mos管m1的漏极相连，第二电阻r2的第二端与第二mos管m2的漏极相连。在其他实施例中，第一电阻r1和第二电阻r2也可以采用二极管或者连接成二极管形式的mos管进行替换。
[0066]
如图1所示，调节电路20用于产生输送至输入对管的第一端和第二端的调节电流，即将调节电路20与第一mos管m1和第二mos管m2的漏极以及源极相连以输送调节电流。在其他实施例中，也可以仅将调节电路20输送至输入对管的第一端或输入对管的第二端进行调节。
[0067]
一实施例中，调节电路20包括：恒定跨导偏置电路、电流产生电路以及迁移率跟随电路。
[0068]
如图2所示，恒定跨导偏置电路用于产生偏置电流ib。恒定跨导偏置电路包括第一电流镜21、第三mos管m3、第四mos管m4和第三电阻r3。第三mos管m3和第四mos管m4的宽长比之比为k：1，k大于0，k可以根据需要进行设置。
[0069]
第三电阻r3的第一端与第三mos管m3的漏极以及第四mos管m4的栅极相连，第三电阻r3的第二端与第三mos管m3的栅极以及第一电流镜21相连，第四mos管m4的漏极与第一电流镜21相连，第三mos管m3的源极和第四mos管m4的源极与电源电压vdd相连。
[0070]
一实施例中，第一电流镜21包括第五mos管m5和第六mos管m6，第五mos管m5的漏极与第三电阻r3的第二端相连，第六mos管m6的栅极和第六mos管m6的漏极以及第四mos管m4的漏极相连，第五mos管m5的栅极和第六mos管m6的栅极相连。在其他实施例中，第三mos管m3和第四mos管m4也可以采用n沟道的mos管，第五mos管m5和第六mos管m6也可以采用p沟道mos管。
[0071]
如图2所示，差动电路还包括与恒定跨导偏置电路和迁移率跟随电路相连的第二电流镜30，第二电流镜30用于将偏置电流ib输送至迁移跟随电路。
[0072]
第二电流镜30包括第七mos管m7、第八mos管m8和第九mos管m9。第七mos管m7的栅极与第四mos管m4的漏极相连，第七mos管m7的源极与参考电压相连，第七mos管m7的漏极与第八mos管m8的漏极相连，第八mos管m8的栅极与第八mos管m8的漏极以及第九mos管m9的栅极相连，第八mos管m8的源极和第九mos管m9的源极与电源电压vdd相连，第九mos管m9的漏极与迁移跟随电路相连以输出偏置电流ib。在其他实施例中，第八mos管m8和第九mos管m9可以采用n沟道的mos管，第七mos管m7可以采用p沟道的mos管。一实施例中，参考电压为地电压。
[0073]
如图3所示，电流产生电路包括用于产生一路或多路补偿电流的基准电路bg。一实施例中，基准电路bg产生两路补偿电流ix、iy。基准电路bg可以设置两个以分别产生两路补偿电流ix、iy。
[0074]
差动电路还包括与电流产生电路和迁移率跟随电路相连的计算电路，计算电路用于对补偿电流ix、iy进行运算并将运算结果输送至迁移率跟随电路。一实施例中，计算电路包括第一计算电路和第二计算电路。
[0075]
如图4所示，第一计算电路包括相连的第五电流镜41和第六电流镜42。第五电流镜41和第六电流镜42用于接收补偿电流ix、iy并产生与补偿电流ix、iy之和呈比例的运算电流。
[0076]
第五电流镜41包括第十mos管m10、第十一mos管m11和第十二mos管m12。第十mos管m10、第十一mos管m11和第十二mos管m12共栅连接，第十mos管m10的栅极和漏极相连以接收两路补偿电流ix、iy，第十mos管m10、第十一mos管m11和第十二mos管m12的源极均与参考电压相连。第十mos管m10、第十一mos管m11和第十二mos管m12的宽长比之比为1：1：2，第十二mos管m12上产生的运算电流为两路补偿电流ix、iy之和的2倍。在其他实施例中，第十mos管m10、第十一mos管m11和第十二mos管m12的宽长比之比可以根据需要电流的大小设置为其它值，第十mos管m10、第十一mos管m11和第十二mos管m12可以采用p沟道mos管。
[0077]
第六电流镜42包括第十三mos管m13和第十四mos管m14。第十三mos管m13和第十四mos管m14的源极均与电源电压vdd相连。第十三mos管m13的栅极和第十四mos管m14的栅极相连，第十三mos管m13的栅极与第十三mos管m13的漏极相连，第十三mos管m13的漏极与第十一mos管m11的漏极相连，第十三mos管m13和第十四mos管m14的宽长比之比为1：1，第十四mos管m14上产生的运算电流为两路补偿电流ix、iy之和。在其他实施例中，第十三mos管m13和第十四mos管m14的宽长比之比可以根据需要电流的大小设置为其它值，第十三mos管m13和第十四mos管m14可以采用n沟道mos管。
[0078]
如图5所示，第二计算电路包括第七电流镜43、第八电流镜44、第九电流镜45和第十电流镜46。第七电流镜43、第八电流镜44与第九电流镜45相连，第十电流镜46与第九电流镜45相连，第七电流镜43和第八电流镜44用于分别接收并传输补偿电流ix、iy，第九电流镜45和第十电流镜46用于产生与补偿电流ix、iy之差呈比例的运算电流。
[0079]
如图5所示，第七电流镜43包括第十五mos管m15和第十六mos管m16。第十五mos管m15和第十六mos管m16的源极均与电源电压vdd相连，第十五mos管m15的栅极与第十五mos管m15的漏极相连以接收一路补偿电流ix，第十五mos管m15和第十六mos管m16的宽长比之比为1：1，第十六mos管m16的漏极用于输出补偿电流ix。在其他实施例中，第十五mos管m15和第十六mos管m16的宽长比之比可以根据需要电流的大小设置为其它值，第十五mos管m15和第十六mos管m16可以采用n沟道mos管。
[0080]
如图5所示，第八电流镜44包括第十七mos管m17和第十八mos管m18。第十七mos管m17的栅极与第十七mos管m17的漏极相连以接收补偿电流iy，第十七mos管m17的栅极与第十八mos管m18的栅极相连，第十七mos管m17和第十八mos管m18的源极均与参考电压相连。第十八mos管m18的漏极与第十六mos管m16的漏极相连，第十七mos管m17和第十八mos管m18的宽长比之比为1：1，第十八mos管m18的漏极用于输出补偿电流iy。在其他实施例中，第十七mos管m17和第十八mos管m18的宽长比之比可以根据需要电流的大小设置为其它值，第十七mos管m17和第十八mos管m18可以采用p沟道mos管。
[0081]
如图5所示，第九电流镜45包括第十九mos管m19、第二十mos管m20和第二十一mos管m21。第十九mos管m19、第二十mos管m20和第二十一mos管m21共栅连接，第十九mos管m19的栅极和第十九mos管m19的漏极相连，第十九mos管m19的漏极与第十八mos管m18的漏极相连，第十九mos管m19、第二十mos管m20和第二十一mos管m21的源极与参考电压相连。第十九mos管m19、第二十mos管m20和第二十一mos管m21的宽长比之比为1：1：2，第二十一mos管m21上产生的运算电流为两路补偿电流ix、iy的差值的两倍。在其他实施例中，第十九mos管m19、第二十mos管m20和第二十一mos管m21的宽长比之比可以根据需要的电流的大小进行改变。第十九mos管m19、第二十mos管m20和第二十一mos管m21可以采用p沟道mos管。
[0082]
如图5所示，第十电流镜46包括第二十二mos管m22和第二十三mos管m23。第二十二mos管m22和第二十三mos管m23的源极均与电源电压vdd相连，第二十二mos管m22和第二十三mos管m23共栅连接，第二十二mos管m22的栅极和第二十二mos管m22的漏极相连，第二十二mos管m22的漏极与第二十mos管m20的漏极相连，第二十二mos管m22和第二十三mos管m23的宽长比之比为1：1，第二十三mos管m23的漏极输出的运算电流为两路补偿电流ix、iy的差值。在其他实施例中，第二十二mos管m22和第二十三mos管m23的宽长比之比可以根据需要的电流的大小进行改变。第二十二mos管m22和第二十三mos管m23可以采用n沟道mos管。
[0083]
如图6所示，迁移率跟随电路用于基于偏置电流ib和补偿电流ix、iy产生调节电流iout。一实施例中，补偿电流ix、iy需先通过计算电路运算，将运算得到的运算电流输送到迁移率跟随电路。
[0084]
具体的，迁移率跟随电路包括第十一电流镜51、第十二电流镜52和第二负载53a、53b、53c。第十一电流镜51与第十二电流镜52相连以接收补偿电流ix、iy之间产生的运算电流并输出调节电流iout，第十二电流镜52同时接收偏置电流ib，第十二电流镜52同时与第二负载53a、53b、53c相连以输出补偿电流ix、iy之间产生的运算电流。
[0085]
如图6所示，第十一电流镜51包括第二十四mos管m24和第二十五mos管m25。第二十四mos管m24和第二十五mos管m25共栅连接，第二十四mos管m24和第二十五mos管m25的源极均与电源电压vdd相连，第二十四mos管m24的栅极与第二十四mos管m24的漏极相连。在其他实施例中，第二十四mos管m24和第二十五mos管m25可以采用n沟道mos管。
[0086]
如图6所示，第十二电流镜52包括第二十六mos管m26、第二十七mos管m27和第二十八mos管m28。第二十六mos管m26、第二十七mos管m27和第二十八mos管m28共栅连接。第二十六mos管m26的漏极与第二十四mos管m24的漏极相连并与第一计算电路的第十四mos管m14的漏极相连以接收两路补偿电流ix、iy相加产生的运算电流。第二十八mos管m28的漏极与第二十五mos管m25的漏极相连并与第二计算电路的第二十三mos管m23的漏极相连以接收两路补偿电流ix、iy相减产生的运算电流。第二十七mos管m27的栅极和第二十七mos管m27的漏极相连，第二十七mos管m27的漏极与第二电流镜30的第九mos管m9的漏极相连以接收偏置电流ib。在其他实施例中，第二十六mos管m26、第二十七mos管m27和第二十八mos管m28可以采用p沟道mos管。
[0087]
一实施例中，设置有三个第二负载53a、53b、53c，对应分别为第二十九mos管m29、第三十mos管m30和第三十一mos管m31。第二十九mos管m29的栅极和第二十九mos管m29的漏极相连，第三十mos管m30的栅极和第三十mos管m30的漏极相连，第三十一mos管m31的栅极和第三十一mos管m31的漏极相连。第三十mos管m30的漏极与第二十七mos管m27的源极相连。第二十九mos管m29、第三十mos管m30和第三十一mos管m31的源极均与参考电压相连。
[0088]
第二十九mos管m29的漏极与第二十六mos管m26的源极相连并与第一计算电路的第十二mos管m12的漏极相连以通过第一计算电路从第二十九mos管m29的漏极与第二十六mos管m26的源极相连的节点处抽取大小是两路补偿电流ix、iy之和的两倍的运算电流。
[0089]
第三十一mos管m31的漏极与第二十八mos管m28的源极相连并与第二计算电路的第二十一mos管m21的漏极相连以通过第二计算电路从第二十八mos管m28的源极和第三十一mos管m31的漏极相连的节点处抽取大小是两路补偿电流ix、iy相减的差值的两倍的运算电流。
[0090]
在其他实施例中，第二十九mos管m29、第三十mos管m30和第三十一mos管m31可以采用p沟道mos管。
[0091]
如图7所示，差动电路还包括第十八电流镜60，第十八电流镜60用于成比例复制调节电流iout以输送至输入对管的第一端和第二端。第十八电流镜60包括第三十二mos管m32、第三十三mos管m33、第三十四mos管m34和第三十五mos管m35。第三十二mos管m32、第三十三mos管m33、第三十四mos管m34和第三十五mos管m35共栅连接，第三十二mos管m32、第三十三mos管m33、第三十四mos管m34和第三十五mos管m35的源极与参考电压相连。第三十三mos管m33的栅极与第三十三mos管m33的漏极相连并与迁移率跟随电路的第二十五mos管的漏极相连以接收调节电流iout。
[0092]
一实施例中，第三十二mos管m32的漏极与第一mos管m1的漏极相连，第三十四mos管m34的漏极与第二mos管m2的漏极相连，第三十五mos管m35的漏极与第一mos管m1的源极以及第二mos管m2的源极相连。第三十二mos管m32、第三十三mos管m33、第三十四mos管m34和第三十五mos管m35的宽长比之比为m：1：n：w，m、n和w均大于0，m、n和w的值可以根据需要的各调节电流iout的大小来设置。
[0093]
在其他实施例中，第三十二mos管m32、第三十三mos管m33、第三十四mos管m34和第三十五mos管m35可以采用p沟道mos管。
[0094]
一实施例中，可通过恒定跨导偏置电路与迁移率跟随电路实现电流跟随，上述的输入失调电压的公式中的进一步展开可得：
[0095][0096]
由上式可知，要使为定值，则应为定值，迁移率μ由工艺决定，无法改变，使电流id为迁移率μ的函数id＝n*μ，n为常数以使得电流id与迁移率μ成正比，即可实现电流id对跨导gm的跟随。
[0097]
在恒定跨导偏置电路中，偏置电流ib随温度变化，从而保持第四mos管m4的跨导g
m4
的恒定。
[0098][0099]
其中，r3为第三电阻r3的阻值，k为第四mos管m4和第三mos管m3的宽长比之比，μ4为第四mos管m4的半导体迁移率，c
ox4
为第四mos管m4的单位面积的栅氧化层电容，为第四mos管m4的宽长比。因此，偏置电流ib与迁移率μ4的乘积为定值，设为n＝ib*μ4，
[0100]
在迁移率跟随电路中，输出的调节电流iout与偏置电流ib和补偿电流ix、iy之间的关系为：
[0101][0102]
将代入上式可得：
[0103][0104]
将调节电流iout作为id代入中可得：
[0105][0106]
可知中只有补偿电流ix、iy与温度有关，补偿电流ix、iy可由基准电路bg实现良好的温度系数。将该调节电流iout作为差动电路的偏置电流和校准的输入电流，即可实现零温漂的输入失调电压。
[0107]
实施例2
[0108]
如图8所示，一实施例中，通过补偿电流产生电路70来替换掉实施例1中的基准电路，补偿电流产生电路70用于基于偏置电流ib产生一路或多路补偿电流ix、iy。偏置电流ib可以由实施例1中的恒定跨导偏置电路以及第二电流镜30产生，也可以在实施例1的基础上增加一组恒定跨导偏置电路以及第二电流镜30。在第二电流镜30中，可以增加mos管m9’，mos管m9’的栅极与第九mos管m9的栅极相连，第九mos管m9的源极与电源电压vdd相连，通过设置mos管m9’，使得从第九mos管m9的漏极能够单独引出一路偏置电流ib’。
[0109]
具体的，补偿电流产生电路70包括第三十六mos管m36、第三十七mos管m37、第四电阻r4和第四电流镜71。第三十六mos管m36的漏极与第三十七mos管m37的栅极相连以接收偏置电流ib，第三十六mos管m36的栅极与第三十七mos管m37的源极以及第四电阻r4的第一端相连，第四电阻r4的第二端与第三十六mos管m36的源极以及参考电压相连，第四电流镜71与第三十七mos管m37的漏极相连，第四电流镜71用于产生一路或多路补偿电流。一实施例中，第四电流镜71产生两路补偿电流ix、iy，参考电压为地电压。
[0110]
第四电流镜71包括第三十八mos管m38、第三十九mos管m39和第四十mos管m40。第三十八mos管m38、第三十九mos管m39和第四十mos管m40共栅连接，第三十八mos管m38、第三十九mos管m39和第四十mos管m40的源极均与电源电压vdd相连，第三十八mos管m38的漏极与第三十八mos管m38的栅极以及第三十七mos管m37的漏极相连，第三十九mos管m39的漏极和第四十mos管m40的漏极分别输出补偿电流ix、iy，补偿电流ix、iy的大小可以通过改变第三十八mos管m38、第三十九mos管m39和第四十mos管m40的宽长比之比来设置。
[0111]
实施例3
[0112]
如图9所示，一实施例中的恒定跨导偏置电路的结构和实施例1、实施例2中的恒定跨导偏置电路不同。
[0113]
具体的，恒定跨导偏置电路包括第一电流镜21、第三电流镜22和第三电阻r3，第一电流镜21和第三电流镜22相连，第一电流镜21和第三电流镜22之间形成两路电流支路，第
三电阻r3的第一端与第一电流镜21相连，第三电阻r3的第二端与参考电压相连，参考电压为地电压。
[0114]
第一电流镜21包括第五mos管m5和第六mos管m6，第三电流镜22包括第三mos管m3和第四mos管m4。第三mos管m3和第四mos管m4共栅连接，第三mos管m3和第四mos管m4的源极均与电源电压vdd相连。第五mos管m5和第六mos管m6共栅连接，第五mos管m5的栅极与第五mos管m5的漏极以及第三mos管m3的漏极相连，第六mos管m6的漏极与第四mos管m4的漏极相连，第五mos管m5的源极与参考电压相连，第六mos管m6的源极与第三电阻r3的第一端相连，第三电阻r3的第二端与参考电压相连。第二电流镜30的第七mos管m7的栅极与第六mos管m6的栅极相连。
[0115]
实施例4
[0116]
如图10所示，一实施例中的恒定跨导偏置电路的结构和实施例1、实施例2和实施例3中的恒定跨导偏置电路不同。
[0117]
具体的，恒定跨导偏置电路包括第一电流镜21、第三电流镜22和第三电阻r3，第一电流镜21和第三电流镜22相连，第一电流镜21和第三电流镜22之间形成两条电流支路，第三电阻r3的第一端与第三电流镜22相连，第三电阻r3的第二端与电源电压vdd相连。
[0118]
第一电流镜21包括第五mos管m5和第六mos管m6，第三电流镜22包括第三mos管m3和第四mos管m4。第三mos管m3和第四mos管m4共栅连接，第三mos管m3的源极与电源电压vdd相连，第四mos管m4的源极与第三电阻r3的第一端相连，第三电阻r3的第二端与电源电压vdd相连，第三mos管m3的栅极与第三mos管m3的漏极相连。
[0119]
第五mos管m5和第六mos管m6共栅连接，第五mos管m5的漏极与第三mos管m3的漏极相连，第六mos管m6的漏极与第六mos管m6的栅极相连，第六mos管m6的漏极与第四mos管m4的漏极相连，第五mos管m5与第六mos管m6的源极均与参考电压相连。第二电流镜30的第七mos管m7的栅极与第六mos管m6的栅极相连。
[0120]
实施例5
[0121]
如图11所示，一实施例中，可以采用另一种结构的迁移率跟随电路来代替实施例1～实施例4中的迁移率跟随电路。
[0122]
具体的，迁移率跟随电路包括第十三电流镜81、第十四电流镜82、第十五电流镜83、第十六电流镜84、第十七电流镜85和第三负载86。第十三电流镜81用于接收偏置电流ib，第十四电流镜82与第十三电流镜81相连，第十五电流镜83与第十四电流镜82相连，第三负载86的第一端与第十五电流镜83相连，第三负载86的第二端与参考电压相连，一实施例中，参考电压为地电压，第十六电流镜84与第十五电流镜83相连并用于接收补偿电流iin，第十七电流镜85与第十四电流镜82、第十五电流镜83以及第十六电流镜84相连并输出调节电流iout。
[0123]
第十三电流镜包括第四十一mos管m41和第四十二mos管m42。第四十一mos管m41和第四十二mos管m42共栅连接，第四十一mos管m41和第四十二mos管m42的源极与参考电压相连，第四十一mos管m41的栅极和第四十一mos管m41的漏极相连以接收偏置电流ib，第四十二mos管m42的漏极与第十四电流镜82相连以输出偏置电流ib。
[0124]
第十四电流镜82包括第四十三mos管m43、第四十四mos管m44和第四十五mos管m45。第四十三mos管m43、第四十四mos管m44和第四十五mos管m45共栅连接，第四十三mos管
m43、第四十四mos管m44和第四十五mos管m45的源极均与电源电压vdd相连。第四十三mos管m43的栅极与第四十三mos管m43的漏极以及第四十二mos管m42的漏极相连以接收偏置电流ib。第四十四mos管m44的漏极与第十五电流镜83相连以输出偏置电流ib，第四十五mos管m45的漏极与第十五电流镜83和第十七电流镜85相连以输出偏置电流ib。一实施例中，第四十四mos管m44和第四十五mos管m45的宽长比之比为1：2。
[0125]
第十五电流镜83包括第四十六mos管m46和第四十七mos管m47。第四十六mos管m46和第四十七mos管m47共栅连接，第四十六mos管m46的栅极与第四十六mos管m46的漏极以及第四十四mos管m44的漏极相连，第四十七mos管m47的漏极与第四十五mos管m45的漏极以及第十七电流镜85相连，第四十六mos管m46的源极与第三负载86相连，第四十七mos管m47的源极与第十六电流镜84相连且同时接收补偿电流iin。一实施例中，补偿电流iin可以是基准电路bg产生的补偿电流或者是补偿电流产生电路70配合恒定跨导偏置电路产生的补偿电流，补偿电流iin可以是两路补偿电流ix、iy中的任意一路补偿电流。
[0126]
第三负载86包括第四十八mos管m48，第四十八mos管m48的栅极和第四十八mos管m48的漏极以及第四十六mos管m46的源极相连，第四十八mos管m48的源极与参考电压相连。在其他实施例中，第四十八mos管m48可以采用二极管或电阻进行替换。
[0127]
第十六电流镜84包括第四十九mos管m49和第五十mos管m50。第四十九mos管m49和第五十mos管m50共栅连接，第四十九mos管m49的漏极与第四十九mos管m49的栅极以及第四十七mos管m47的源极相连以接收补偿电流iin，第四十九mos管m49和第五十mos管m50的源极均与参考电压相连。
[0128]
第十七电流镜85包括第五十一mos管m51和第五十二mos管m52。第五十一mos管m51和第五十二mos管m52共栅连接，第五十一mos管m51和第五十二mos管m52的源极与电源电压vdd相连，第五十一mos管m51的栅极、第五十一mos管m51的漏极与第四十五mos管m45的漏极以及第四十七mos管m47的漏极相连，第五十二mos管m52的漏极用于输出调节电流iout。
[0129]
需要注意的是，各实施例中出现了较多的电流镜，虽然文中针对每个电流镜都列举了相应的方案，但是每个电流镜的架构并不仅限于列举的方案，除了调整mos管的沟道类型(n沟道mos管和p沟道mos管进行互换)而产生的变换方案外，还包括通过层叠mos管数量形成多层结构的共源共栅电流镜cascode等其他方案。另外，所有电流镜中的mos管的宽长比之比均可以根据需要的电流大小进行更改。
[0130]
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员在不脱离本发明范围和精神的情况下能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种差动电路，其特征在于，包括：一组输入对管，具有一对输入端、一对第一端和一对第二端，所述输入对管的一对输入端用于接收差分信号，所述输入对管的一对第一端用于输出信号；一对第一负载，与输入对管的一对第一端相连；调节电路，用于产生输送至输入对管的第一端和/或第二端的调节电流；所述调节电路包括：一个或多个恒定跨导偏置电路，用于产生偏置电流；电流产生电路，用于产生补偿电流，电流产生电路包括用于产生一路或多路补偿电流的基准电路或者包括用于基于偏置电流产生一路或多路补偿电流的补偿电流产生电路；迁移率跟随电路，用于基于偏置电流和补偿电流产生调节电流或者基于偏置电流和补偿电流产生调节电流。2.如权利要求1所述的差动电路，其特征在于，所述恒定跨导偏置电路包括第一电流镜、第三mos管、第四mos管和第三电阻，所述第三电阻的第一端与第三mos管的漏极以及第四mos管的栅极相连，所述第三电阻的第二端与第三mos管的栅极以及第一电流镜相连，所述第四mos管的漏极与第一电流镜相连，所述第三mos管的源极和第四mos管的源极与电源电压相连。3.如权利要求1所述的差动电路，其特征在于，所述差动电路还包括与恒定跨导偏置电路和迁移率跟随电路相连的第二电流镜，所述第二电流镜用于将偏置电流输送至迁移跟随电路。4.如权利要求1所述的差动电路，其特征在于，所述恒定跨导偏置电路包括第一电流镜、第三电流镜和第三电阻，所述第一电流镜和第三电流镜相连，所述第三电阻的第一端与第一电流镜相连，所述第三电阻的第二端与参考电压相连。5.如权利要求1所述的差动电路，其特征在于，所述恒定跨导偏置电路包括第一电流镜、第三电流镜和第三电阻，所述第一电流镜和第三电流镜相连，所述第三电阻的第一端与第三电流镜相连，所述第三电阻的第二端与电源电压相连。6.如权利要求1所述的差动电路，其特征在于，所述补偿电流产生电路包括第十mos管、第十一mos管、第四电阻和第四电流镜，所述第十mos管的漏极与第十一mos管的栅极相连以接收偏置电流，所述第十mos管的栅极与第十一mos管的源极以及第四电阻的第一端相连，所述第四电阻的第二端与第十mos管的源极以及参考电压相连，所述第四电流镜与第十一mos管的漏极相连，所述第四电流镜用于产生一路或多路补偿电流。7.如权利要求1所述的差动电路，其特征在于，所述差动电路还包括与电流产生电路和迁移率跟随电路相连的计算电路，所述计算电路用于对补偿电流进行运算并将运算结果输送至迁移率跟随电路。8.如权利要求7所述的差动电路，其特征在于，所述计算电路包括第一计算电路和第二计算电路；所述第一计算电路包括相连的第五电流镜和第六电流镜，所述第五电流镜和第六电流镜用于接收补偿电流并产生与补偿电流之和呈比例的运算电流；所述第二计算电路包括第七电流镜、第八电流镜、第九电流镜和第十电流镜，所述第七电流镜、第八电流镜与第九电流镜相连，所述第十电流镜与第九电流镜相连，所述第七电流
镜和第八电流镜用于分别接收并传输补偿电流，所述第九电流镜和第十电流镜用于产生与补偿电流之差呈比例的运算电流。9.如权利要求1所述的差动电路，其特征在于，所述迁移率跟随电路包括第十一电流镜、第十二电流镜和第二负载，所述第十一电流镜与第十二电流镜相连以接收补偿电流之间的运算电流并输出调节电流，所述第十二电流镜同时接收偏置电流，所述第十二电流镜同时与第二负载相连以输出补偿电流之间的运算电流。10.如权利要求1所述的差动电路，其特征在于，所述迁移率跟随电路包括第十三电流镜、第十四电流镜、第十五电流镜、第十六电流镜、第十七电流镜和第三负载，所述第十三电流镜用于接收偏置电流，所述第十四电流镜与第十三电流镜相连，所述第十五电流镜与第十四电流镜相连，所述第三负载的第一端与第十五电流镜相连，所述第三负载的第二端与参考电压相连，所述第十六电流镜与第十五电流镜相连并用于接收补偿电流，所述第十七电流镜与第十四电流镜、第十五电流镜以及第十六电流镜相连并输出调节电流。11.如权利要求1所述的差动电路，其特征在于，所述差动电路还包括第十八电流镜，所述第十八电流镜用于成比例复制调节电流以输送至输入对管的第一端和/或第二端。

技术总结
本发明公开了一种差动电路，包括：输入对管、第一负载、调节电路、电流产生电路和迁移率跟随电路，调节电路包括：恒定跨导偏置电路、电流产生电路和迁移率跟随电路，恒定跨导偏置电路用于产生偏置电流；电流产生电路用于产生补偿电流，电流产生电路包括用于产生一路或多路补偿电流的基准电路或者包括用于基于偏置电流产生一路或多路补偿电流的补偿电流产生电路；迁移率跟随电路用于基于偏置电流和补偿电流产生调节电流或者基于偏置电流和补偿电流产生调节电流。根据本发明的差动电路，将调节电流作为输入对管的偏置电流和差动电路输出端的校准输入电流，可以在差动电路中实现零温漂的失调电压，并且可以实现全温范围内的低失调电压。调电压。调电压。


技术研发人员：闫鹏 鲁文先
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：2023.08.07
技术公布日：2023/10/19