參考電壓電路的製作方法

2023-05-31 01:39:56

本申請要求於2015年6月5日提交的名稱為「VOLTAGEREFERENCECIRCUIT」的第62/171,654號臨時專利申請的優先權，其全部內容結合於此作為參考。
技術領域：
本發明總體涉及電子電路領域，更具體地，涉及參考電壓電路領域。
背景技術：
：在集成電路中，參考電壓起著重要的作用。參考電壓電路廣泛用於需要固定的參考電壓以供比較的電路中以用於該電路的可靠性和準確性。例如，理論上，參考電壓電路提供與電源電壓變化、溫度改變和電路負載無關的電壓。隨著核心器件設計的發展，期望有一種能夠在相對較低的偏置條件下工作並且不易受工藝變化影響的參考電壓電路。技術實現要素：根據本發明的一個方面，提供了一種電路，包括：第一電晶體，包括第一漏極和第一柵極；第二電晶體，包括第二漏極和第二柵極；電阻器件，連接在所述第一柵極與所述第二柵極之間；以及放大器，包括連接至所述第一漏極的第一輸入端和連接至所述第二漏極的第二輸入端，所述放大器被配置為將所述第一漏極處的電壓電平和所述第二漏極處的電壓電平保持為彼此相等。優選地，所述第一電晶體具有第一閾值電壓；以及所述第二電晶體具有與所述第一閾值電壓相等的第二閾值電壓。優選地，所述第一電晶體具有第一閾值電壓；以及所述第二電晶體具 有與所述第一閾值電壓不同的第二閾值電壓。優選地，所述電路還包括：第一電流源，提供流經所述第一漏極的電流；以及第二電流源，提供流經所述第二漏極的電流，所述第一電流源和所述第二電流源形成電流鏡。根據本發明的另一方面，提供了一種電路，包括：第一電流生成電路，用於提供第一電流，包括：第一對電晶體，包括：第一電晶體，包括第一漏極和第一柵極；和第二電晶體，包括第二漏極和第二柵極；第一電阻器件，連接在所述第一柵極與所述第二柵極之間；和第一放大器，包括連接至所述第一漏極的第一輸入端和連接至所述第二漏極的第二輸入端，所述第一放大器被配置為將所述第一漏極處的電壓電平和所述第二漏極處的電壓電平保持為彼此相等；第二電流生成電路，用於提供第二電流，包括：第二對電晶體，包括：第三電晶體，包括第三漏極和第三柵極；和第四電晶體，包括第四漏極和第四柵極；和第二電阻器件，連接在所述第三柵極與所述第四柵極之間；和第二放大器，包括連接至所述第三漏極的第一輸入端和連接至所述第四漏極的第二輸入端，所述第二放大器被配置為將所述第三漏極處的電壓電平和所述第四漏極處的電壓電平保持為彼此相等；以及電流減法器，被配置為接收所述第一電流和所述第二電流，並且通過從所述第二電流中減去所述第一電流或從所述第一電流中減去所述第二電流來生成第三電流。優選地，所述第一電晶體具有第一閾值電壓；所述第二電晶體具有第二閾值電壓；所述第三電晶體具有第三閾值電壓；以及所述第四電晶體具有第四閾值電壓；其中，所述第一閾值電壓、所述第二閾值電壓、所述第三閾值電壓和所述第四閾值電壓中的至少一個與其餘的不同。優選地，所述第一閾值電壓與所述第二閾值電壓不同，並且所述第三閾值電壓與所述第四閾值電壓不同。優選地，所述第一電晶體具有第一尺寸；所述第二電晶體具有第二尺寸；所述第三電晶體具有第三尺寸；所述第四電晶體具有第四尺寸；所述第一電阻器件具有第一電阻；所述第二電阻器件具有與所述第一電阻相等的第二電阻；將所述第一尺寸與所述第二尺寸的比限定為第一尺寸比；將 所述第三尺寸與所述第四尺寸的比限定為與所述第一尺寸比相等的第二尺寸比；以及以下中的一種：所述第二閾值電壓等於所述第四閾值電壓，所述第二閾值電壓與所述第一閾值電壓不同，並且所述第四閾值電壓與所述第三閾值電壓不同；和所述第一閾值電壓等於所述第三閾值電壓，所述第一閾值電壓與所述第二閾值電壓不同，並且所述第三閾值電壓與所述第四閾值電壓不同。優選地，所述第三電流表示為：I＝(ΔVt′-ΔVt″)其中，I表示所述第三電流，ΔVt′表示所述第一閾值電壓與所述第二閾值電壓之間的差值，以及ΔVt″表示所述第三閾值電壓與所述第四閾值電壓之間的差值。優選地，所述第一電晶體具有第一尺寸；所述第二電晶體具有第二尺寸；所述第三電晶體具有第三尺寸；所述第四電晶體具有第四尺寸；所述第一電阻器件具有第一電阻；所述第二電阻器件具有與所述第一電阻相等的第二電阻；將所述第一尺寸與所述第二尺寸的比限定為第一尺寸比；將所述第三尺寸與所述第四尺寸的比限定為與所述第一尺寸比相等的第二尺寸比；以及以下中的一種：所述第二閾值電壓等於所述第四閾值電壓，所述第二閾值電壓與所述第一閾值電壓不同，並且所述第四閾值電壓等於所述第三閾值電壓；和所述第一閾值電壓等於所述第三閾值電壓，所述第一閾值電壓與所述第二閾值電壓不同，並且所述第三閾值電壓等於所述第四閾值電壓。優選地，所述第三電流表示為：I＝ΔVt′，其中，I表示所述第三電流，以及ΔVt′表示所述第一閾值電壓與所述第二閾值電壓之間的差值。優選地，所述第一電晶體具有第一尺寸；所述第二電晶體具有第二尺寸；所述第三電晶體具有第三尺寸；所述第四電晶體具有第四尺寸；所述第一電阻器件具有第一電阻；所述第二電阻器件具有第二電阻；將所述第一尺寸與所述第二尺寸的比限定為第一尺寸比；將所述第三尺寸與所述第四尺寸的比限定為第二尺寸比，其中，所述第一尺寸比、所述第二尺寸比、所述第一電阻以及所述第二電阻之間的關係表示如下：VtxlnNR1=VtzlnMR2]]>其中，N表示所述第一尺寸比，M表示所述第二尺寸比，R1表示所述第一電阻，R2表示所述第二電阻，Vtx表示所述第一閾值電壓和所述第二閾值電壓中的一個，以及Vtz表示所述第三閾值電壓與所述第四閾值電壓中的一個。優選地，所述第一電流和所述第二電流是與絕對溫度成比例的(PTAT)電流。根據本發明的又一方面，提供了一種電路，包括：第一電流生成電路，包括：第一對電晶體，包括：第一電晶體，包括第一漏極和第一柵極；和第二電晶體，包括第二漏極和第二柵極；以及第一放大器，包括連接至所述第一漏極的第一輸入端和連接至所述第二漏極的第二輸入端，所述第一放大器被配置為將所述第一漏極處的電壓電平和所述第二漏極處的電壓電平保持為彼此相等；第二電流生成電路，包括：第二對電晶體，包括：第三電晶體，包括第三漏極和第三柵極；和第四電晶體，包括第四漏極和第四柵極；以及第二放大器，包括連接至所述第三漏極的第一輸入端和連接至所述第四漏極的第二輸入端，所述第二放大器被配置為將所述第三漏極處的電壓電平和所述第四漏極處的電壓電平保持為彼此相等；以及電阻器件，連接在所述第一柵極與所述第四柵極之間。優選地，所述第一電晶體具有第一閾值電壓；所述第二電晶體具有第二閾值電壓；所述第三電晶體具有第三閾值電壓；所述第四電晶體具有第四閾值電壓；其中，所述第一閾值電壓、所述第二閾值電壓、所述第三閾值電壓和所述第四閾值電壓中的至少一個與其餘的不同。優選地，所述第一閾值電壓與所述第二閾值電壓不同，並且所述第三閾值電壓與所述第四閾值電壓不同。優選地，所述第一電晶體具有第一尺寸；所述第二電晶體具有第二尺寸；所述第三電晶體具有第三尺寸；所述第四電晶體具有第四尺寸；將所述第一尺寸與所述第二尺寸的比限定為第一尺寸比；將所述第三尺寸與所述第四尺寸的比限定為與所述第一尺寸比相等的第二尺寸比；以及以下中的一種：所述第二閾值電壓等於所述第四閾值電壓，所述第二閾值電壓與 所述第一閾值電壓不同，並且所述第四閾值電壓與所述第三閾值電壓不同；和所述第一閾值電壓等於所述第三閾值電壓，所述第一閾值電壓與所述第二閾值電壓不同，並且所述第三閾值電壓與所述第四閾值電壓不同。優選地，所述電路被配置為提供電流，所述電流表示如下：I＝(ΔVt′-ΔVt″)其中，I表示所述電流，ΔVt′表示所述第一閾值電壓與所述第二閾值電壓之間的差值，以及ΔVt″表示所述第三閾值電壓與所述第四閾值電壓之間的差值。優選地，所述第一電晶體具有第一尺寸；所述第二電晶體具有第二尺寸；所述第三電晶體具有第三尺寸；所述第四電晶體具有第四尺寸；將所述第一尺寸與所述第二尺寸的比限定為第一尺寸比；將所述第三尺寸與所述第四尺寸的比限定為與所述第一尺寸比相等的第二尺寸比；以及以下中的一種：所述第一閾值電壓與所述第二閾值電壓不同，所述第一閾值電壓等於所述第三閾值電壓，以及所述第三閾值電壓等於所述第四閾值電壓。優選地，所述電路被配置為提供電流，所述電流表示如下：I＝ΔVt′其中，I表示所述電流，以及ΔVt′表示所述第一閾值電壓與所述第二閾值電壓之間的差值。附圖說明當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以最佳地理解本發明的各個方面。應該注意，根據工業中的標準實踐，各種部件沒有被按比例繪製。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。圖1A是根據一些實施例的能夠生成與絕對溫度成比例的電流的電路的示圖。圖1B是根據一些實施例的能夠生成與絕對溫度成比例的電流的電路的示圖。圖1C是根據一些實施例的能夠生成與絕對溫度成比例的電流的電路 的示圖。圖1D是根據一些實施例的能夠生成與絕對溫度成比例的電流的電路的示圖。圖2是示出了圖1A中示出的電路的模擬結果的示意圖。圖3是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的框圖。圖4A是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的示圖。圖4B是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的示圖。圖4C是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的示圖。圖4D是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的示圖。圖4E是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的示圖。圖4F是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的示圖。圖4G是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的示圖。圖4H是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的示圖。圖5是示出了圖4A中示出的電路所提供的合成電流的示意圖。圖6A是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的示圖。圖6B是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的示圖。圖6C是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的示圖。圖6D是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流的電路的示圖。圖7是示出了不同工藝角下的圖6A中示出的電路的模擬結果的示意圖。具體實施方式以下公開內容提供了多種不同實施例或實例，以實現本發明的不同特徵。以下將描述組件和布置的具體實例以簡化本發明。當然，這些僅是實例並且不意欲限制本發明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之間的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。而且，本發明在各個實例中可以重複參考數字和/或字母。這種重複僅是為了簡明和清楚，其自身並不表示所論述的各個實施例和/或配置之間的關係。圖1A是根據一些實施例的能夠生成與絕對溫度成比例的(PTAT)電流I的電路10A的示圖。參考圖1A，電路10A包括電流生成電路15和電阻器件14。電流生成電路15包括放大器12、第一電流源18、第二電流源19、第一電晶體M1和第二電晶體M2。此外，電路10A工作在限定在電源電壓VDD與例如接地電平GND的參考電壓之間的電源域中。在本實施例中，第一電晶體M1和第二電晶體M2中的每一個都包括金屬氧化物半導體(MOS)電晶體。此外，第一電晶體M1和第二電晶體M2中的每一個都包括n型MOS(NMOS)電晶體。在另一實施例中，第一電晶體M1和第二電晶體M2中的每一個都包括p型MOS(PMOS)電晶體。在其他實施例中，第一電晶體M1和第二電晶體M2中的每一個都包括金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。放大器12包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端。在一些實施例中，放大器12包括運算放大器。此外，第一輸入端是運算放大器的反相端子，而第二輸入端是運算放大器的非反相端子。可選地，第一輸入端是運算放大器的非反相端子，而第二輸入端是運算放大器的反相端子。在一些實施例中，放大器12提供相對較大的增益，從而使得放大器12的第一輸入端 處的電壓電平基本等於放大器12的第二輸入端處的電壓電平。第一電晶體M1包括第一漏極D1、第一柵極G1和第一源極S1。第一漏極D1連接至放大器12的第一輸入端，並且通過第一電流源18連接至電源電壓VDD。第一柵極G1連接至電阻器件14的一端110，並且通過電氣組件16連接至電源電壓VDD。第一源極S1連接至參考電壓GND。在實施例中，電氣組件16包括PMOS電晶體。PMOS電晶體的源極連接至電源電壓VDD。PMOS電晶體的柵極連接至放大器12的輸出端(圖1A中未示出)。此外，PMOS電晶體的漏極連接至電阻器件14。因此，在放大器的控制下，電氣組件16用作電流源以提供流經電阻器件14的電流。電阻器件14可以由金屬、多晶矽或其他合適的材料製成。在本實施例中，電阻器件14包括電阻器。第二電晶體M2包括第二漏極D2、第二柵極G2和第二源極S2。第二漏極D2連接至放大器12的第二輸入端，並且通過第二電流源19連接至電源電壓VDD。第二柵極G2連接至電阻器件14的另一端112，並且通過另一電氣組件17連接至參考電壓GND。此外，第二源極S2連接至參考電壓GND，並且連接至第一電晶體M1的第一源極S1。第一電流源18用於提供流經第一電晶體M1的電流並且影響第一電晶體M1的第一漏極D1處的電壓電平。類似地，第二電流源19用於提供流經第二電晶體M2的電流並且影響第二電晶體M2的第二漏極D2處的電壓電平。第一電流源18和第二電流源19形成電流鏡。在一些實施例中，第一電流源18包括連接在電源電壓VDD與第一漏極D1之間的電阻器或二極體接法的MOS電晶體(漏極與柵極連接)。此外，第二電流源19包括連接在電源電壓VDD與第二漏極D2之間的電阻器或二極體接法的MOS電晶體(漏極與柵極鄰接)。在一些實施例中，第一電流源18和第二電流源19中的每一個都包括電晶體。此外，第一電流源18和第二電流源19中的每一個都包括PMOS電晶體。在該情況下，每一個PMOS電晶體的柵極都連接至放大器12的輸出，從而使得可通過放大器12來調整由第一電流源18和第二電流源19中的每一個提供的電流的大小。由於第一源極S1處的電壓電平等於第二源極S2處的電壓電平，所以以如下等式(1)來表示電流I：I=VGS1-VGS2R---(1)]]>其中，VGS1表示第一柵極-源極(第一柵極G1-第一源極S1)電壓，VGS2表示第二柵極-源極(第二柵極G2-第二源極S2)電壓，以及R表示電阻器件14的電阻。第一電晶體M1具有第一閾值電壓Vt1，並且第二電晶體M2具有第二閾值電壓Vt2。在實施例中，第一閾值電壓Vt1等於第二閾值電壓Vt2。此外，第一電晶體M1具有第一尺寸，而第二電晶體M2具有第二尺寸。第一電晶體M1與第二電晶體M2的尺寸比為1：N，其中N是大於1的正整數。此外，在一些實施例中，第一電流源18與第二電流源19的尺寸比為P：NP，其中P是大於1的正整數。例如，假設N＝5，P＝20，那麼第一電流源18與第二電流源19的尺寸比為20：5*20。在一些實施例中，第一電晶體M1與第二電晶體M2的尺寸比為1:1，而第一電流源18的電晶體與第二電流源19的電晶體的尺寸比為N:1。可以以如下等式(2)和(3)來分別表示第一柵極-源極電壓(VGS1)和第二柵極-源極電壓VGS2。VGS1=Vt1*lnID1ID0---(2)]]>VGS2=Vt2*lnID1ID01N---(3)]]>其中ID0表示第一電晶體M1和第二電晶體M2的飽和電流。由於閾值電壓(諸如Vt1和Vt2)可以表示為Vt＝k*T/q，其中k表示玻爾茲曼常數，T表示絕對溫度，q表示電子的電荷。因此，閾值電壓與絕對溫度成比例。然後，通過將等式(2)中示出的第一柵極-源極電壓VGS1和等式(3)中示出的第二柵極-源極電壓VGS2引入等式(1)，I可以在等式(4)中被重寫為：I=VGS1-VGS2R=Vt1lnNR---(4)]]>根據等式(4)，由第一柵極-源極電壓VGS1和第二柵極-源極電壓VGS2之間的電壓差值來確定電流I。此外，由於第一閾值電壓Vt1(或第二閾值電壓Vt2)與絕對溫度成比例(PTAT)，所以電流I是PTAT電流。在一些實施例中，第一電晶體M1與第二電晶體M2的尺寸比仍為1：N，並且第一閾值電壓Vt1與第二閾值電壓Vt2不同。流經電阻器件14的電流I仍為PTAT電流。再次參考圖1A，由於第一電晶體M1的第一漏極D1和第二電晶體M2的第二漏極D2分別連接至放大器12的第一輸入端和第二輸入端，通過放大器12的功能，第一漏極D1處的電壓電平與第二漏極D2處的電壓電平保持為彼此相等。通過放大器12，減小或甚至消除由第一漏極D1和第二漏極D2之間的電壓差值所導致的電流I中的變化(如果有的話)。如果不存在放大器12，則第一柵極-源極電壓VGS1或第二柵極-源極電壓VGS2隨著電流I的變化而變化。因此，流經第一電晶體M1的電流或流經第二電晶體M2的電流變化。在這種情況下，第一漏極D1處的電壓電平或第二漏極D2處的電壓電平變化。由於第一漏極D1處的電壓電平與第二漏極D2處的電壓電平彼此不相等，所以沒有消除電流I中的變化。在使用兩個NMOS電晶體的現有方法中，通過兩個柵極-源極電壓(VGS)之間的電壓差值來確定流經電阻器的PTAT電流。然而，兩個NMOS電晶體的漏極處的電壓電平不保持相等。各漏極之間的電壓差值會導致PTAT電流中的電流變化。圖1B是根據一些實施例的能夠生成與絕對溫度成比例的(PTAT)電流I的電路10B的示圖。電路10B與電路10A類似，除了例如，電路10B還包括尾電流源13。參考圖1B，尾電流源13連接在第一電晶體M1的第一源極S1(或第二電晶體M2的第二源極S2)與參考電壓GND之間。尾電流源13用於向第一電晶體M1和第二電晶體M2提供電流。圖1C是根據一些實施例的能夠生成與絕對溫度成比例的(PTAT)電流I的電路10C的示圖。參考圖1C，電路10C與參考圖1A描述和示出的電路10A類似，除了例如，圖1C中示出的放大器12、第一電流源18與第二電流源19之間的電連接與圖1A中示出的不同。具體地，放大器12的輸 出連接至電氣組件16、第一電流源18和第二電流源19，並且用於控制電氣組件16、第一電流源18和第二電流源19。圖1D是根據一些實施例的能夠生成與絕對溫度成比例的電流I的電路10D的示圖。參考圖1D，電路10D與參考圖1C示出和描述的電路10C類似，除了電路10D還包括尾電流源13。參考圖1D，尾電流源13連接在第一電晶體M1的第一源極S1(或第二電晶體M2的第二源極S2)與參考電壓GND之間。尾電流源13用於向第一電晶體M1和第二電晶體M2提供電流。圖2是示出了圖1A中示出的電路10A的模擬結果的示意圖。參考圖2，橫軸表示以攝氏溫度(℃)為單位的溫度，並且縱軸表示以微安(A)為單位的電流I的幅值。在模擬中，可以採用諸如數百個的大量的包括電路10A的集成晶片。此外，測量並且記錄每一個集成晶片的PTAT電流。因此，可以獲得不同溫度下的數百個這種PTAT電流。在一些實施例中，溫度範圍在-40℃至125℃。為了說明，圖2中僅示出了那些PTAT電流中的三個電流I、I'和I」，其中I'和I」分別表示上限和下限。而且，為了說明，放大電流I與I」之間以及電流I與I'之間的間隔(即，變化)。理想地，變化基本為零，從而使得表示電流I、I'和I」的曲線彼此完全重疊。模擬結果顯示電流變化近似為±5.5％，這相對較低並且是所期望的。換句話說，準確度相對較高。結果，當製造包括電路10A的大量集成晶片時，集成晶片中的由電路10A提供的電流彼此接近。圖3是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I3的電路30的框圖。參考圖3，電路30包括第一與絕對溫度成比例的(PTAT)電流生成器件30A、第二PTAT電流生成器件30B和電流減法器32。連接至電流減法器32的第一PTAT電流生成器件30A被配置為生成第一PTAT電流I1。在實施例中，第一PTAT電流生成器件30A與參考圖1A描述和示出的電路10A類似，除了例如第一PTAT電流生成器件30A的電氣組件17連接至電流減法器32而不是連接至參考電壓GND。連接至電流減法器32的第二PTAT電流生成器件30B被配置為生成第二PTAT電流I2。在實施例中，第二PTAT電流生成器件30B與參考圖1A 描述和示出的電路10A類似，除了例如第二PTAT電流生成器件30B的電氣組件17連接至電流減法器32而不是連接至參考電壓GND。電流減法器32接收第一PTAT電流I1和第二PTAT電流I2，並且通過從第二PTAT電流I2中減去第一PTAT電流I1或通過從第一PTAT電流I1中減去第二PTAT電流I2來產生與溫度變化無關的電流I3，從而使PTAT電流I1和I2中的溫度依賴因子相互抵消(countercanceling)。在第一PTAT電流生成器件30A中，由第一柵極-源極電壓VGS1和第二柵極-源極電壓VGS2來確定第一PTAT電流I1。此外，第一電晶體M1具有第一閾值電壓Vt1，並且第二電晶體M2具有與第一閾值電壓Vt1不同的第二閾值電壓Vt2。結果，由第一閾值電壓Vt1與第二閾值電壓Vt2之間的差值來確定電流I3，這將參考圖4A來進行詳細的描述。電流I3基本恆定並且與溫度變化無關。此外，由於由閾值電壓Vt1與Vt2之間的電壓差值來確定電流I3，並且還由於可以通過工藝來很好地控制閾值電壓，所以也可以很好地控制並且預設電流I3的幅值，這有助於電路設計。為了獲得與溫度變化無關的電流，在一些現有方法中，將與絕對溫度互補的(CTAT)電流添加至PTAT電流。然而，CTAT電流易於變化。結果，即使可以通過將PTAT電流添加至CTAT電流來獲得恆定的電流，但是不能夠很好地控制恆定電流的大小，因此難以預定恆定電流的大小。圖4A是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I3的電路40A的電路圖。參考圖4A，電路40A包括第一PTAT電流生成電路45A、第二PTAT電流生成電路45B、電阻器件14A、電阻器件14B和電流減法器42。與參考圖1A描述和示出的電路10A在結構上類似的第一PTAT電流生成電路45A包括放大器12A、第一電流源18A、第二電流源19A、第一電晶體M1和第二電晶體M2。第一電晶體M1包括第一漏極D1、第一柵極G1和第一源極S1。第一漏極D1連接至放大器12A的第一輸入端，並且通過第一電流源18A連接至電源電壓VDD。第一柵極G1連接至電阻器件14A的一端413，並且通過電氣組件16A連接至電源電壓VDD。第一源極S1連接至參考電壓GND。第二電晶體M2包括第二漏極D2、第二柵極G2和第二源極S2。第二漏極D2連接至放大器12A的第二輸入端，並且通過第二電流源19A連接至電源電壓VDD。第二柵極G2連接至電阻器件14A的另一端414，並且通過電氣組件44A連接至電流減法器42。此外，第二源極S2連接至參考電壓GND，並且連接至第一電晶體M1的第一源極S1。可以以如下等式(5)來表示第一PTAT電流I1：I1=VGS1-VGS2R1---(5)]]>其中，VGS1表示第一柵極-源極(第一柵極G1-第一源極S1)電壓，VGS2也表示第二柵極-源極(第二柵極G2-第二源極S2)電壓，以及R1表示電阻器件14A的電阻。第一PTAT電流I1流經電阻器件14A，並且由第一柵極-源極電壓VGS1和第二柵極-源極電壓VGS2之間的第一電壓差值來確定。與參考圖1A描述和示出的電路10A在結構上類似的第二PTAT電流生成電路45B包括放大器12B、第三電流源18B、第四電流源19B、第三電晶體M3和第四電晶體M4。第三電晶體M3包括第三漏極D3、第三柵極G3和第三源極S3。第三漏極D3連接至放大器12B的第一輸入端，並且通過第三電流源18B連接至電源電壓VDD。第三柵極G3連接至電阻器件14B的一端417，並且通過電氣組件16B連接至電源電壓VDD。第三源極S3連接至參考電壓GND。第四電晶體M4包括第四漏極D4、第四柵極G4和第四源極S4。第四漏極D4連接至放大器12B的第二輸入端，並且通過第二電流源19B連接至電源電壓VDD。第四柵極G4連接至電阻器件14B的另一端418，並且通過電氣組件44B連接至電流減法器42。此外，第四源極S4連接至參考電壓GND，並且連接至第三電晶體M3的第三源極S3。可以以如下等式(6)來表示第二PTAT電流I2：I2=VGS3-VGS4R2---(6)]]>其中，VGS3表示第三柵極-源極(第三柵極G3-第三源極S3)電壓，VGS4也表示第四柵極-源極(第四柵極G4-第四源極S4)電壓，以及R2表示電阻器件14B的電阻。第二PTAT電流I2流經電阻器件14B，並且由第三柵極-源極電壓VGS3和第四柵極-源極電壓VGS4之間的第二電壓差值來確定。電流減法器42接收第一PTAT電流I1和第二PTAT電流I2，並且通過從第二PTAT電流I2中減去第一PTAT電流I1或通過從第一PTAT電流I1中減去第二PTAT電流I2來產生與溫度變化無關的電流I3，從而使第一PTAT電流I1和第二PTAT電流I2中的溫度依賴因子相互抵消。在本實施例中，從第一PTAT電流I1中減去第二PTAT電流I2來生成電流I3。可以以如下等式(7)來表示電流I3：I3=I1-I2=(VGS1-VGS2)R1-(VGS3-VGS4)R2---(7)]]>根據等式(7)，由第一電壓差值(VGS1-VGS2)與第二電壓差值(VGS3-VGS4)之間的電壓差值來確定與溫度變化無關的電流I3。第一電晶體M1具有第一閾值電壓Vt1，並且第二電晶體M2具有第二閾值電壓Vt2。在實施例中，第一閾值電壓Vt1等於第二閾值電壓Vt2。此外，第一電晶體M1具有第一尺寸，而第二電晶體M2具有第二尺寸。第一電晶體M1與第二電晶體M2的第一尺寸比為1：N。還可以以如下等式(8)來表示第一電壓差值(VGS1-VGS2)：VGS1-VGS2=Vt1lnIDI0-Vt2lnIDI01N=(Vt2+ΔVt′)lnIDI0-(Vt2)lnIDI01N=Vt2lnN+ΔVt′lnIDI0Vt2lnN+ΔVt′---(8)]]>其中，ID表示流經第一電晶體M1和第二電晶體M2的電流，I0表示與第一電晶體M1和第二電晶體M2相關聯的飽和電流，以及ΔVt′表示第一閾值電壓Vt1與第二閾值電壓Vt2之間的差值。例如，可以通過利用術語「Vt2+ΔVt′」來代替術語「Vt1」或利用術 語「Vt1+ΔVt′」來代替術語「Vt2」來簡化上述等式(8)。以這種方式，第一電壓差值(VGS1-VGS2)可以表示為(Vt1lnN+ΔVt′)。在第一閾值電壓Vt1等於第二閾值電壓Vt2的情況下，第一電壓差值(VGS1-VGS2)可以表示為(Vt1lnN)。類似地，第三電晶體M3具有第三閾值電壓Vt3，並且第四電晶體M4具有第四閾值電壓Vt4。在實施例中，第三閾值電壓Vt3等於第四閾值電壓Vt4。此外，第三電晶體M3具有第三尺寸，而第四電晶體M4具有第四尺寸。第三電晶體M3與第四電晶體M4的第二尺寸比為1：M。因此，第二電壓差值(VGS3-VGS4)可以表示為(Vt3lnM+ΔVt″)或(Vt4lnM+ΔVt″)，其中ΔVt″表示第三閾值電壓Vt3與第四閾值電壓Vt4之間的差值。在實施例中，第三閾值電壓Vt3等於第四閾值電壓Vt4，並且因此第而電壓差值(VGS3-VGS4)可以表示為(Vt3lnM)或(Vt4lnM)。基於上述等式，可以以如下等式(9)來重寫等式(7)中的電流I3：I3=I1-I2=(VGS1-VGS2)R1-(VGS3-VGS4)R2=Vt2lnN+ΔVt′R1-Vt4lnM+ΔVt′′R2=(Vt2lnNR1-Vt4lnMR2)+(ΔVt′R1-ΔVt′′R2)(Vt2lnNR1-Vt4lnMR2)+(ΔVt′-ΔVt′′)---(9)]]>可選地，可以以如下等式(10)來重寫電流I3：I3=(Vt1lnNR1-Vt3lnMR2)+(ΔVt′-ΔVt′′)---(10)]]>鑑於等式(9)和(10)，可以發現，電流I3是第一尺寸比、第二尺寸比、電阻器件14A的電阻以及電阻器件14B的電阻的函數。為了使電流I3與溫度變化無關或電流基本恆定，可以根據如下等式(11)來設計電路40A。VtxlnNR1=VtzlnMR2---(11)]]>其中，Vtx表示第一閾值電壓Vt1和第二閾值電壓Vt2中的一個，Vtz 表示與Vt1和Vt2分別對應的第三閾值電壓Vt3和第四閾值電壓Vt4中的一個。在一些實施例中，第一閾值電壓Vt1、第二閾值電壓Vt2、第三閾值電壓Vt3和第四閾值電壓Vt4中的至少一個與其餘的不同。在一些實施例中，電路40A設計為：第一尺寸比等於第二尺寸比，電阻器件14A的電阻等於電阻器件14B的電阻，第二閾值電壓Vt2等於第四閾值電壓Vt4並且與第一閾值電壓Vt1不同，以及第四閾值電壓Vt4與第三閾值電壓Vt3不同。然後，可以以如下等式(12)來表示電流I3：I3＝(ΔVt′-ΔVt″)(12)因此，電流I3是由閾值電壓之間的差值確定的恆定電流並且與溫度變化無關。此外，可以通過工藝來很好地控制電流I3。可以通過調整電阻器件14A和電阻器件14B的電阻來調整電流I1和I2的斜率(參考圖5)。因此，如果電流I1和電流I2在溫度範圍內具有基本相同的斜率，那麼電阻器件14A的電阻等於電阻器件14B的電阻。在一些實施例中，電路40A設計為：電阻器件14A的電阻等於電阻器件14B的電阻，第一尺寸比等於第二尺寸比，第一閾值電壓Vt1與第二閾值電壓Vt2不同但等於第三閾值電壓Vt3，以及第三閾值電壓Vt3等於第四閾值電壓Vt4。然後，可以將電流I3表示為(ΔVt′)。因此，電流I3為可以通過閾值電壓之間的差值來確定的恆定電流。電流I3與溫度變化無關並且可以通過工藝來很好地控制。此外，如先前圖1A中示出的實施例中所討論的，由於第一電晶體M1的第一漏極D1和第二電晶體M2的第二漏極D2分別連接至放大器12A的第一輸入端和第二輸入端，所以通過放大器12A將第一漏極D1處的電壓電平與第二漏極D2處的電壓電平保持為彼此相等。通過放大器12A，減小或甚至消除由第一漏極D1和第二漏極D2之間的電壓差值所導致的電流I1中的變化(如果有的話)。類似地，由於第三電晶體M3的第三漏極D3和第四電晶體M4的第四漏極D4分別連接至放大器12B的第一輸入端和第二輸入端，所以通過放大器12B將第三漏極D3處的電壓電平與第四漏極D4處的電壓電平保持為 相等。通過放大器12B，減小或甚至消除由第三漏極D3和第四漏極D4之間的電壓差值所導致的電流I2中的變化(如果有的話)。由於減小或設置消除電流I1和電流I2中的變化，所以減小或甚至消除電流I3中的變化。圖4B是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I3的電路40B的示圖。參考圖4B，電路40B與參考圖4A描述和示出的電路40A類似，除了例如電路40B包括包含第一尾電流源13A的第一PTAT生成電路46A和包含第二尾電流源13B的第二PTAT生成電路46B。第一尾電流源13A連接在第一電晶體M1的第一源極S1(或第二電晶體M2的第二源極S2)與參考電壓GND之間。第二尾電流源13B連接在第三電晶體M3的第三源極S3(或第四電晶體M4的第四源極S4)與參考電壓GND之間。第一尾電流源13A用於向第一電晶體M1和第二電晶體M2提供電流。第二尾電流源13B用於向第三電晶體M3和第四電晶體M4提供電流。圖4C是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I3的電路40C的示圖。參考圖4C，電路40C與參考圖4A描述和示出的電路40A類似，除了第一PTAT生成電路47A的放大器12A、第一電流源18A與第二電流源19A之間的電連接和第二PTAT生成電路47B的放大器12B、第三電流源18B與第四電流源19B之間的電連接和參考圖4A描述和示出的第一PTAT生成電路45A和第二PTAT生成電路45B的類似的組件之間的電連接不同。具體地，放大器12A的輸出連接至電氣組件16A、第一電流源18A和第二電流源19A，並且用於控制電氣組件16A、第一電流源18A和第二電流源19A。類似地，放大器12B的輸出連接至電氣組件16B、第一電流源18A和第二電流源19A，並且用於控制電氣組件16B、第一電流源18B和第二電流源19B。圖4D是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I3的電路40D的示圖。參考圖4D，電路40D與參考圖4C描述和示出的電路40C類似，除了例如電路40D包括包含第一尾電流源13A的第一PTAT生成電路48A和包含第二尾電流源13B的第二PTAT生成電路48B。第一尾電流源13A連接在第一電晶體M1的第一源極S1(或第二電晶體M2的第二源極 S2)與參考電壓GND之間。第二尾電流源13B連接在第三電晶體M3的第三源極S3(或第四電晶體M4的第四源極S4)與參考電壓GND之間。第一尾電流源13A用於向第一電晶體M1和第二電晶體M2提供電流。第二尾電流源13B用於向第三電晶體M3和第四電晶體M4提供電流。圖4E是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I3的電路40E的示圖。參考圖4E，電路40E與參考圖4A描述和示出的電路40A類似，但是，例如，電路40E包括包含電流源43A的第一PTAT生成電路491A和包含電流源43B的第二PTAT生成電路491B。電流源43A和電氣組件16A形成電流鏡，因此流經電流源43A的電流與流經電氣組件16A的電流相同。類似地，電流源43B和電氣組件16B形成電流鏡，因此流經電流源43B的電流與流經電氣組件16B的電流相同。圖4F是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I3的電路40F的示圖。參考圖4F，電路40F與參考圖4E描述和示出的電路40E類似，除了例如電路40F包括包含第一尾電流源13A的第一PTAT生成電路492A和包含第二尾電流源13B的第二PTAT生成電路492B。第一尾電流源13A連接在第一電晶體M1的第一源極S1(或第二電晶體M2的第二源極S2)與參考電壓GND之間。第二尾電流源13B連接在第三電晶體M3的第三源極S3(或第四電晶體M4的第四源極S4)與參考電壓GND之間。第一尾電流源13A用於向第一電晶體M1和第二電晶體M2提供電流。第二尾電流源13B用於向第三電晶體M3和第四電晶體M4提供電流。圖4G是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I3的電路40G的示圖。參考圖4G，電路40G與參考圖4E描述和示出的電路40E類似，除了第一PTAT生成電路493A的放大器12A、第一電流源18A與第二電流源19A之間的電連接和第二PTAT生成電路493B的放大器12B、第三電流源18B與第四電流源19B之間的電連接和參考圖4A描述和示出的第一PTAT生成電路491A和第二PTAT生成電路491B的類似的組件之間的電連接分別不同。具體地，放大器12A的輸出連接至電氣組件16A、第一電流源18A和第二電流源19A，並且用於控制電氣組件16A、第一電流源18A和第二電流源19A。類似地，放大器12B的輸出連接至電氣組件 16B、第一電流源18A和第二電流源19A，並且用於控制電氣組件16B、第一電流源18B和第二電流源19B。圖4H是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I3的電路40H的示圖。參考圖4H，電路40H與參考圖4G描述和示出的電路40G類似，除了電路40H包括包含第一尾電流源13A的第一PTAT生成電路494A和包含第二尾電流源13B的第二PTAT生成電路494B。第一尾電流源13A連接在第一電晶體M1的第一源極S1(或第二電晶體M2的第二源極S2)與參考電壓GND之間。第二尾電流源13B連接在第三電晶體M3的第三源極S3(或第四電晶體M4的第四源極S4)與參考電壓GND之間。第一尾電流源13A用於向第一電晶體M1和第二電晶體M2提供電流。第二尾電流源13B用於向第三電晶體M3和第四電晶體M4提供電流。圖5是示出了由圖4A中示出的電路40A所提供的合成電流I3的示意圖。參考圖5，第一PTAT電流I1和第二PTAT電流I2是溫度依賴性電流。然而，如先前參考圖2所討論的，由於電流變化相對較小，所以通過從第二PTAT電流I2中減去第一PTAT電流I1或者反之，相互抵消或顯著抑制溫度依賴因子。因此，電流I3與溫度變化無關，並且表現為恆定電流。圖6A是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I4的電路60A的示圖。參考圖6A，電路60A與參考圖4A描述和示出的電路40A類似，並且包括第一PTAT生成電路651A、第二PTAT生成電路651B和電阻器件64。與參考圖4A描述和示出的電路45A類似的第一PTAT生成電路651A包括放大器12A、第一電流源18A、第二電流源19A、第一電晶體M1和第二電晶體M2。第一電晶體M1包括第一漏極D1、第一柵極G1和第一源極S1。第一漏極D1連接至放大器12A的第一輸入端，並且通過第一電流源18A連接至電源電壓VDD。第一柵極G1連接至電阻器件64的一端613，並且通過電氣組件16A連接至電源電壓VDD。第一源極S1連接至參考電壓GND。第二電晶體M2包括第二漏極D2、第二柵極G2和第二源極S2。第二漏極D2連接至放大器12A的第二輸入端，並且通過第二電流源19A連接 至電源電壓VDD。第二柵極G2通過偏置電壓67連接至電源電壓VDD。此外，第二源極S2連接至參考電壓GND，並且連接至第一電晶體M1的第一源極S1。與參考圖4A描述和示出的第二PTAT生成電路45B類似的第二PTAT生成電路651B包括放大器12B、第三電流源18B、第四電流源19B、第三電晶體M3和第四電晶體M4。第三電晶體M3包括第三漏極D3、第三柵極G3和第三源極S3。第三漏極D3連接至放大器12B的第一輸入端，並且通過第三電流源18B連接至電源電壓VDD。第三柵極G3連接至第二電晶體M2的第二柵極G2，並且通過偏置電壓67連接至電源電壓VDD。第三源極S3連接至參考電壓GND。偏置電壓67用於偏置第二電晶體M2和第三電晶體M3。第四電晶體M4包括第四漏極D4、第四柵極G4和第四源極S4。第四漏極D4連接至放大器12B的第二輸入端，並且通過第二電流源19B連接至電源電壓VDD。第四柵極G4連接至電阻器件64的另一端614，並且連接至電氣組件65。此外，第四源極S4連接至參考電壓GND，並且連接至第三電晶體M3的第三源極S3。可以以如下等式(13)來表示與溫度變化無關的電流I4：I4=(VGS1-VGS2)-(VGS3-VGS4)R---(13)]]>其中，R表示電阻器件64的電阻。基於等式(13)，由第一柵極-源極電壓VGS1、第二柵極-源極電壓VGS2、第三柵極-源極電壓VGS3和第四柵極-源極電壓VGS4來確定與溫度變化無關的電流I4。可以通過調整電阻器件14A和電阻器件14B的電阻來調整電流I1和I2的斜率(參考圖5)。因此，如果電流I1和電流I2在溫度範圍內具有基本相同的斜率，那麼電阻器件14A的電阻等於電阻器件14B的電阻。通過比較，在等式(9)中，當電阻器件14A的電阻等於電阻器件14B的電阻時，等式(9)的第一行與等式(13)相同。因此，如先前參考等式(9)所討論的，電流I4是通過閾值電壓之間的差值來確定的恆定電流，並且可 以由工藝很好地控制。此外，如先前圖1A中示出的實施例中所討論的，由於第一電晶體M1的第一漏極D1和第二電晶體M2的第二漏極D2分別連接至放大器12A的第一輸入端和第二輸入端，所以通過放大器12A將第一漏極D1處的電壓電平與第二漏極D2處的電壓電平保持為彼此相等。類似地，由於第三電晶體M3的第三漏極D3和第四電晶體M4的第四漏極D4分別連接至放大器12B的第一輸入端和第二輸入端，所以通過放大器12B將第三漏極D3處的電壓電平與第四漏極D4處的電壓電平保持為彼此相等。通過放大器12A和12B，減小或甚至消除由第一漏極D1和第二漏極D2之間的電壓差值所導致的和由第三漏極D3和第四漏極D4之間的電壓差值所導致的電流I4中的變化。圖6B是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I4的電路60B的示圖。參考圖6B，電路60B與參考圖6A描述和示出的電路60A類似，除了電路60B包括包含第一尾電流源13A的第一PTAT生成電路652A和包含第二尾電流源13B的第二PTAT生成電路652B。第一尾電流源13A連接在第一電晶體M1的第一源極S1(或第二電晶體M2的第二源極S2)與參考電壓GND之間。第二尾電流源13B連接在第三電晶體M3的第三源極S3(或第四電晶體M4的第四源極S4)與參考電壓GND之間。第一尾電流源13A用於向第一電晶體M1和第二電晶體M2提供電流。第二尾電流源13B用於向第三電晶體M3和第四電晶體M4提供電流。圖6C是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I4的電路60C的示圖。參考圖6C，電路60C與參考圖4E描述和示出的電路60A類似，除了第一PTAT生成電路653A的放大器12A、第一電流源18A與第二電流源19A之間的電連接和參考圖4F描述和示出的第一PTAT生成電路651A的類似的組件之間的電連接不同。具體地，放大器12A的輸出連接至電氣組件16A、第一電流源18A和第二電流源19A，並且用於控制電氣組件16A、第一電流源18A和第二電流源19A。圖6D是根據一些實施例的能夠生成與溫度變化無關的電流I4的電路 60D的示圖。參考圖6D，電路60D與參考圖6C描述和示出的電路60C類似，除了例如電路60D包括包含第一尾電流源13A的第一PTAT生成電路654A和包含第二尾電流源13B的第二PTAT生成電路654B。第一尾電流源13A連接在第一電晶體M1的第一源極S1(或第二電晶體M2的第二源極S2)與參考電壓GND之間。第二尾電流源13B連接在第三電晶體M3的第三源極S3(或第四電晶體M4的第四源極S4)與參考電壓GND之間。第一尾電流源13A用於向第一電晶體M1和第二電晶體M2提供電流。第二尾電流源13B用於向第三電晶體M3和第四電晶體M4提供電流。圖7是示出了圖6A中所示的電路60A在不同工藝角下的模擬結果的示意圖。具體地，在FF(快-快)角、SS(慢-慢)角和TT(典型-典型)角以及0.5伏特(V)的給定電源電壓VDD下進行對電路60A的模擬。參考圖7，分別表示在角FF、SS和TT下的電流的曲線ISS、IFF和ITT接近於表示理想電流的曲線Iideal。模擬結果顯示由電路60A生成的電流I4是基本恆定的電流。在實施例中，在範圍從-40℃至125℃的溫度下進行模擬，並且25℃下的溫度係數近似為70PPM/℃。在另一實施例中，在範圍從-20℃至125℃的溫度下進行模擬，並且25℃下的溫度係數近似為50PPM/℃。根據模擬結果，角FF、SS和TT下的電流I4中的變化近似為±1.6％。一些實施例具有下文中的特徵和/或優點的一個或組合。在一些實施例中，電路包括第一電晶體、第二電晶體、電阻器件和放大器。第一電晶體包括第一漏極和第一柵極。第一電晶體包括第二漏極和第二柵極。電阻器件連接在第一柵極與第二柵極之間。放大器包括連接至第一漏極的第一輸入端和連接至第二漏極的第二輸入端。放大器被配置為將第一漏極處的電壓電平與第二漏極處的電壓電平保持為彼此相等。在一些實施例中，提供了一種電路。電路包括第一電流生成電路以提供第一電流、第二電流生成電路以提供第二電流以及電流減法器。第一電流生成電路包括第一對電晶體、第一電阻器件和第一放大器。第一對電晶體包括第一電晶體和第二電晶體，第一電晶體包括第一漏極和第一柵極，並且第二電晶體包括第二漏極和第二柵極。第一電阻器件連接在第一柵極與第二柵極之間。第一放大器包括連接至第一漏極的第一輸入端和連接至 第二漏極的第二輸入端。第一放大器被配置為將第一漏極處的電壓電平與第二漏極處的電壓電平保持為彼此相等。第二電流生成電路包括第二對電晶體、第二電阻器件和第二放大器。第二對電晶體包括第三電晶體和第四電晶體，第三電晶體包括第三漏極和第三柵極，並且第四電晶體包括第四漏極和第四柵極。第二電阻器件連接在第三柵極與第四柵極之間。第二放大器包括連接至第三漏極的第一輸入端和連接至第四漏極的第二輸入端。第二放大器被配置為將第三漏極處的電壓電平與第四漏極處的電壓電平保持為彼此相等。電流減法器被配置為接收第一電流和第二電流，並且通過從第二電流中減去第一電流或從第一電流中減去第二電流來生成第三電流。在一些實施例中，提供了一種電路。電路包括第一電流生成電路、第二電流生成電路以及電阻器件。第一電流生成電路包括第一對電晶體和第一放大器。第一對電晶體包括第一電晶體和第二電晶體，第一電晶體包括第一漏極和第一柵極，並且第二電晶體包括第二漏極和第二柵極。第一放大器包括連接至第一漏極的第一輸入端和連接至第二漏極的第二輸入端。第一放大器被配置為將第一漏極處的電壓電平與第二漏極處的電壓電平保持為彼此相等。第二電流生成電路包括第二對電晶體和第二放大器。第二對電晶體包括第三電晶體和第四電晶體，第三電晶體包括第三漏極和第三柵極，並且第四電晶體包括第四漏極和第四柵極。第二放大器包括連接至第三漏極的第一輸入端和連接至第四漏極的第二輸入端。第二放大器被配置為將第三漏極處的電壓電平與第四漏極處的電壓電平保持為彼此相等。電阻器件連接在第一柵極與第四柵極之間。以上論述了若干實施例的部件，使得本領域的技術人員可以更好地理解本發明的各個方面。本領域技術人員應該理解，他們可以很容易地使用本發明作為基礎來設計或更改其他用於達到與本文所介紹實施例相同的目的和/或實現相同優點的工藝和結構。本領域技術人員也應該意識到，這些等效結構並不背離本發明的精神和範圍，並且在不背離本發明的精神和範圍的情況下，可以進行多種變化、替換以及改變。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp