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1、(10)申请公布号 CN 103729012 A (43)申请公布日 2014.04.16 CN 103729012 A (21)申请号 201410004901.8 (22)申请日 2014.01.02 G05F 1/567(2006.01) (71)申请人 广州金升阳科技有限公司 地址 510663 广东省广州市萝岗区科学城科 学大道科汇发展中心科汇一街 5 号 (72)发明人 唐盛斌 曾正球 (74)专利代理机构 广州知友专利商标代理有限 公司 44104 代理人 宣国华 (54) 发明名称 一种耐高压电路及耐高压恒流源电路 (57) 摘要 本发明公开了一种耐高压电路， 包括耐高压 MO。
2、S 器件、 偏置电路和自举电路 ； 所述偏置电路连 接在耐高压 MOS 器件的栅极与源极之间， 所述自 举电路连接在耐高压 MOS 器件的栅极与接地端之 间， 所述耐高压 MOS 器件的漏极用于接入供电电 源电压、 源极用于连接低压电路的供电端， 所述 自举电路通过偏置电路获得偏置电流而将耐高压 MOS器件的栅极电位抬高， 使得所述耐高压MOS器 件的源极输出适于所述低压电路工作电压范围的 电源电压。本发明还公开了一种应用上述耐高压 电路的耐高压恒流源电路。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权。
3、利要求书1页 说明书7页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103729012 A CN 103729012 A 1/1 页 2 1. 一种耐高压电路， 其特征在于 ： 所述的耐高压电路 （10）包括耐高压 MOS 器件 （M101） 、 偏置电路 （102）和自举电路 （103） ； 所述偏置电路 （102）连接在耐高压 MOS 器件 （M101） 的栅极与源极之间， 所述自举电路 （103） 连接在耐高压 MOS 器件 （M101） 的栅极与接 地端 （GND） 之间， 所述耐高压 MOS 器件 （M101） 的漏极用于接入供电电源电压 （VDD） 、 源极用 于连接低压电路的供电端， 。
4、所述自举电路 （103） 通过偏置电路 （102） 获得偏置电流而将耐 高压 MOS 器件 （M101） 的栅极电位抬高， 使得所述耐高压 MOS 器件 （M101） 的源极输出适于所 述低压电路工作电压范围的电源电压 （VCC） 。 2. 根据权利要求 1 所述的耐高压电路， 其特征在于 ： 所述的耐高压 MOS 器件 （M101） 为 N 型结型场效应管或者 N 沟道耗尽型 MOS 管。 3.根据权利要求2所述的耐高压电路， 其特征在于 ： 所述的偏置电路 （102） 包括偏置电 阻 （R1021） ， 该偏置电阻 （R1021） 连接在耐高压 MOS 器件 （M101） 的栅极与源极之间。
5、。 4.根据权利要求2或3所述的耐高压电路， 其特征在于 ： 所述的自举电路 （103） 包括齐 纳管 （D1031） ， 该齐纳管 （D1031） 的阴极与耐高压 MOS 器件 （M101） 的栅极相连接、 阳极连接 接地端 （GND） 。 5. 根据权利要求 4 所述的耐高压电路， 其特征在于 ： 所述的自举电路 （103）还包括 第三三极管 （Q104） 和第四三极管 （Q105） ； 所述齐纳管 （D1031） 的阴极通过该第三三极管 （Q104） 和第四三极管 （Q105） 与所述耐高压 MOS 器件 （M101） 的栅极相连接， 其中， 所述齐纳 管 （D1031） 的阴极与第四三。
6、极管 （Q105） 的发射极相连， 第四三极管 （Q105） 的基极、 集电极 与第三三极管 （Q104） 的发射极相连， 第三三极管 （Q104） 的基极、 集电极与所述耐高压 MOS 器件 （M101） 的栅极相连。 6. 根据权利要求 2 或 3 所述的耐高压电路， 其特征在于 ： 所述的自举电路 （103） 包括 基准电压模块 （105）和第五三极管 （Q106） ， 基准电压模块 （105）的地端连接所述接地端 （GND） 、 基准电压输出端连接第五三极管 （Q106） 的发射极， 第五三极管 （Q106） 的基极、 集电 极与所述耐高压 MOS 器件 （M101） 的栅极相连。 7。
7、. 一种应用权利要求 1 至 6 任意一项所述耐高压电路的耐高压恒流源电路， 包括恒流 源 （11） ， 其特征在于 ： 所述的耐高压恒流源电路还包括权利要求 1 至 6 任意一项所述的耐 高压电路 （10） ， 所述耐高压电路中耐高压 MOS 器件 （M101） 的源极连接恒流源的供电端、 漏 极用于接入供电电源电压 （VDD） ， 所述恒流源的地端连接所述接地端 （GND） 。 8. 根据权利要求 7 所述的耐高压电路， 其特征在于 ： 所述的恒流源 （11） 包括第一三极 管 （Q113） 、 第二三极管 （Q114） 、 第一电阻 （R111） 和第二电阻 （R112） ； 所述第一电。
8、阻 （R111） 的一端与第一三极管 （Q113） 的集电极相连， 作为恒流源的供电端与所述耐高压 MOS 器件 （M101） 的源极相连接， 所述第一电阻 （R111） 的另一端、 第一三极管 （Q113） 的基极与第二三 极管 （Q114） 的集电极相连， 所述第一三极管 （Q113） 的发射极、 第二三极管 （Q114） 的基极与 第二电阻 （R112） 的一端相连， 所述第二电阻 （R112） 的另一端与第二三极管 （Q114） 的发射 极相连， 作为恒流源的地端连接所述接地端 （GND） 。 权 利 要 求 书 CN 103729012 A 2 1/7 页 3 一种耐高压电路及耐高压。
9、恒流源电路 技术领域 0001 本发明涉及一种耐高压电路， 本发明还涉及一种应用该耐高压电路的耐高压恒流 源电路。 背景技术 0002 理想恒流源定义为不随电源电压和温度变化的电流， 电流值具有零温度系数， 且 所处的工作电压环境也是有限的 ； 传统的具有负温度系数的恒流源对于自激推挽式变换器 的性能提高是很大意义的， 如图1-1所示， 图中I_fu为负温度系数恒流源， 它可以解决自激 推挽式变换器中因温度变化带来的低温启动难而高温短路易烧坏的缺点， 但是仍然存在一 个问题， 就是当自激推挽式变换器的输入电压非常高时， 由于受到了工艺限制， 这样传统的 负温度系数恒流源无法工作于超高输入电压下。
10、。 0003 专利申请号为201310044913与专利申请号为201310289994中都提出来了一种能 够解决专利申请号为 201110200894 中已公开的采用不易集成热敏电阻的具有负温度系数 恒流源， 但是 201310044913 和 201310289994 专利申请文件中提出的具有温度系数的恒流 源会受到工艺要求限制， 即正常的工作电压范围是有限制的， 如果需要工作于超出工艺限 制的电压环境下， 恒流源就会受到损坏。目前工业飞速发展， 电源输入电压范围越来越宽， 所处的输入工作电压的越来越高， 对于元件的耐压性能要求也就变得越来越高， 而传统定 义具有温度系数恒流源由于无法工作。
11、于超高电压， 这样就限制了传统恒流源的应用范围， 图 1-2 即为传统意义上的负温度特性恒流源。 0004 传统的集成电路耐压性能一般都是基于工艺固有耐压特性而设计的， 即设计出来 的电路的正常工作电压无法超过工艺耐压限度， 属于低压设计。 0005 另外， 现有的高压线性稳压器 （LDO） 可以将高压转换为稳定的低压， 但是一般工艺 中能够耐高压的器件版图面积都是非常大， 且 LDO 电路复杂， 所含器件非常多， 如果用耐高 压器件来设计 LDO 电路， 那么其版图占用面积会变得非常大， 造成很大的成本浪费， 同时会 存在非常大的固有静态功耗。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题是。
12、 ： 提供一种耐高压电路， 能够将超高供电电源电压 转换成适于低压电路工作电压范围的电源电压， 使得电压电路能够在具有超宽电压范围的 供电电源电压下获得合适的电压供电。 0007 解决上述技术问题， 本发明所采用的技术方案如下 ： 0008 一种耐高压电路， 其特征在于 ： 所述的耐高压电路包括耐高压 MOS 器件、 偏置电路 和自举电路 ； 所述偏置电路连接在耐高压 MOS 器件的栅极与源极之间， 所述自举电路连接 在耐高压 MOS 器件的栅极与接地端之间， 所述耐高压 MOS 器件的漏极用于接入供电电源电 压、 源极用于连接低压电路的供电端， 所述自举电路通过偏置电路获得偏置电流而将耐高 。
13、压 MOS 器件的栅极电位抬高， 使得所述耐高压 MOS 器件的源极输出适于所述低压电路工作 说 明 书 CN 103729012 A 3 2/7 页 4 电压范围的电源电压。 0009 耐高压 MOS 器件的漏级所能承受的最高电压为高压工艺的最高极限电压， 本发明 中的耐高压 MOS 器件的漏级最高电压为 700V ； 而低压电路的最高工作电压为低压工艺的最 高极限电压， 本发明所述恒流源 11 的最高工作电压为 40V， 因此恒流源 11 的工作电压如果 由耐高压电路来提供， 那么恒流源 11 电路就可以间接在几百伏的电压下工作 ； 而耐高压电 路的加入对于恒流源 11 的最低工作电压的影。
14、响不大， 大概相差一个 MOS 管的漏源级电压， 因为该漏源级电压大小与耐高压MOS器件的导通电阻以及恒流源11的电流大小有关， 等于 耐高压 MOS 器件的导通电阻阻值与恒流源 11 消耗的电流值的乘积 ； 0010 其工作原理如下 （参见图 3） ： 根据 MOS 器件 N 沟道耗尽管的特性， 其栅极为零电平 时， 随着耗尽管的漏极电位的逐渐增大， 其源极电压会要一直上升至耗尽管的阈值电压绝 对值 （所述阈值电压为负值） 为止， 在上升至阈值电压之前， 偏置电路为自举电路提供偏置 电流， 以致自举电路能将耗尽管的栅极抬高， 当耗尽管的栅极电压被抬高后， 耗尽管源极的 电位水平也跟着一起被抬。
15、高， 这样就形成了一个正反馈过程， 最终耗尽管源极的最高电位 水平为自举电路最大输出电位与耗尽管阈值电压绝对值之和。 0011 耐高压电路中 N 沟道耗尽管的栅极是没有驱动能力的， 所以自举电路的工作电流 需要由偏置电路提供， 自举电路开始工作后， 才能将耗尽管的栅极电位抬高， 而最简单的偏 置电路就是将一个电阻跨接在耗尽管的栅极和源极之间， 如图 4 所示， 这样自举电路就可 以从电阻抽取相应的工作电流， 同时可以通过调节电阻阻值来控制工作电流， 从而达到控 制固有的静态功耗的目的。而自举电路可以通过二极管连接的 NMOS 管、 或者二极管连接的 三极管、 或者齐纳管组成， 这样不仅简化了自。
16、举电路的电路结构， 还可以减小功耗。 0012 图5所示耐高压模块中的自举电路采用齐纳管D1031， 可以将N沟道耗尽型MOS管 M101的栅极电压自举到齐纳管的稳压电位， 从而达到提高N沟道耗尽型MOS管M101源端电 位值的目的， 最终的最大源端电压为齐纳管的稳压值与 N 沟道耗尽型 MOS 管 M101 的阈值电 压绝对值之和。最终的耐高压电路的实际组成电路就是由三个器件组成， 分别为一个 N 沟 道耗尽型MOS管M101、 一个齐纳管D1031、 以及一个电阻R1021， 电路结构简单， 容易实现， 不 仅仅可以利用分立元器件搭建而成， 同时也容易用于集成， 且易与低压电路相兼容。N 。
17、沟道 耗尽型 MOS 管 M101 的源极提供低压电压， 为低压型的负温度系数恒流源提供偏置电压。 0013 作为本发明的一种实施方式， 所述的耐高压 MOS 器件为 N 型结型场效应管或者 N 沟道耗尽型 MOS 管。 0014 作为本发明的一种实施方式， 所述的偏置电路包括偏置电阻， 该偏置电阻连接在 耐高压 MOS 器件的栅极与源极之间。 0015 作为本发明的一种实施方式， 所述的自举电路包括齐纳管， 该齐纳管的阴极与耐 高压 MOS 器件的栅极相连接、 阳极连接接地端。 0016 作为本发明的一种改进， 所述的自举电路还包括第三三极管和第四三极管 ； 所述 齐纳管的阴极通过该第三三极。
18、管和第四三极管与所述耐高压 MOS 器件的栅极相连接， 其 中， 所述齐纳管的阴极与第四三极管的发射极相连， 第四三极管的基极、 集电极与第三三极 管的发射极相连， 第三三极管的基极、 集电极与所述耐高压 MOS 器件的栅极相连。 0017 作为本发明的一种实施方式， 所述的自举电路包括基准电压模块和第五三极管， 基准电压模块的地端连接所述接地端、 基准电压输出端连接第五三极管的发射极， 第五三 说 明 书 CN 103729012 A 4 3/7 页 5 极管的基极、 集电极与所述耐高压 MOS 器件的栅极相连。 0018 本发明所要解决的另一个技术问题是 ： 提供一种应用上述耐高压电路的耐。
19、高压恒 流源电路， 能够工作于超高压环境且输出的具有温度系数恒流值。 0019 解决上述技术问题， 本发明所采用的技术方案如下 ： 0020 一种应用上述耐高压电路的耐高压恒流源电路， 包括恒流源， 其特征在于 ： 所述的 耐高压恒流源电路还包括上述耐高压电路， 所述耐高压电路中耐高压 MOS 器件的源极连接 恒流源的供电端、 漏极用于接入供电电源电压， 所述恒流源的地端连接所述接地端。 0021 作为本发明的一种实施方式， 所述的恒流源包括第一三极管、 第二三极管、 第一电 阻和第二电阻 ； 所述第一电阻的一端与第一三极管的集电极相连， 作为恒流源的供电端与 所述耐高压 MOS 器件的源极相。
20、连接， 所述第一电阻的另一端、 第一三极管的基极与第二三 极管的集电极相连， 所述第一三极管的发射极、 第二三极管的基极与第二电阻的一端相连， 所述第二电阻的另一端与第二三极管的发射极相连， 作为恒流源的地端连接所述接地端。 0022 参见图 2， 耐高压电路将高电压降低为稳定的低电压， 以便低压电路能够正常工 作， 为后级的低压电路提供工作电流。供电电源电压 VDD 被耐高压电路模块转换为低压工 作电压， 本发明中所述的超高压 VDD 电压大小为超出了低压工作电路的工艺极限电压值， 而经过转换的低压工作电压必须低于低压工艺的极限耐压值。 耐高压电路模块能够兼容任 何低压型模块电路， 不需要对。
21、低压模块电路进行修改， 只要加入耐高压模块就可以使得低 压型模块电路间接性工作于超高电压下。 0023 与现有技术相比， 本发明具有如下有益效果 ： 0024 (1) 本发明的耐高压电路所需要静态功耗低， 电路结构简单， 整个电路只包括了少 量的电路元件， 易实现， 兼容性强， 版图占用面积小， 成本低 ； 0025 (2) 本发明的耐高压电路使得低压电路可以工作于超高电压下， 不会因为电压过 高而损坏低耐压器件， 并且， 耐高压电路的加入对低压电路的最低工作电压影响不大， 电压 电路在中、 低供电电源电压下仍能正常工作 ； 0026 (3) 本发明的耐高压恒流源电路是可以通过集成电路来实现，。
22、 实现了低价格、 体积 小、 实用性强等设计目的。 附图说明 0027 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明 ： 0028 图 1-1 为现有使用恒流源提供偏置的自激推挽式变换器电路图 ； 0029 图 1-2 传统负温度系数恒流源电路原理图 ； 0030 图 2 为本发明所述的耐高压恒流源集成电路框图 ； 0031 图 3 为采用 N 沟道耗尽型 MOS 作为耐高压器件的耐高压恒流源集成电路原理图 ； 0032 图 4 电阻型偏置的耐高压恒流源集成电路原理图 ； 0033 图 5 自举电路为齐纳管的耐高压恒流源集成电路原理图 ； 0034 图 6 为本发明所述耐高压恒流源集成电。
23、路实施例一电路原理图 ； 0035 图 7 低压负温度特性恒流源电路 11 在不同电源环境下的扫描曲线图 ； 0036 图 8 耐高压恒流源温度扫描曲线 ； 0037 图 9 为本发明所述耐高压恒流源集成电路实施例二电路原理框图 ； 说 明 书 CN 103729012 A 5 4/7 页 6 0038 图 10 为本发明所述耐高压恒流源集成电路实施例三电路原理框图。 具体实施方式 0039 实施例一 0040 如图 6 所示， 本发明的耐高压恒流源电路包括恒流源 11 和耐高压电路 10。恒流 源 11 可选用现有技术中的任意恒流源， 其地端连接接地端 GND ； 耐高压电路 10 包括耐高。
24、压 MOS器件M101、 偏置电路102和自举电路103 ； 偏置电路102连接在耐高压MOS器件M101的 栅极与源极之间， 自举电路 103 连接在耐高压 MOS 器件 M101 的栅极与接地端 GND 之间， 耐 高压 MOS 器件 M101 的漏极用于接入供电电源电压 VDD、 源极用于连接低压电路的供电端， 自举电路 103 通过偏置电路 102 获得偏置电流而将耐高压 MOS 器件 M101 的栅极电位抬高， 使得耐高压 MOS 器件 M101 的源极输出适于低压电路工作电压范围的电源电压 VCC ； 耐高压 MOS 器件 M101 的源极连接恒流源的供电端、 漏极用于接入供电电源。
25、电压 VDD。 0041 本实施例一的恒流源 11 包括第一三极管 Q113、 第二三极管 Q114、 第一电阻 R111 和第二电阻 R112 ； 第一电阻 R111 的一端与第一三极管 Q113 的集电极相连， 作为恒流源的 供电端与耐高压 MOS 器件 M101 的源极相连接， 第一电阻 R111 的另一端、 第一三极管 Q113 的基极与第二三极管 Q114 的集电极相连， 第一三极管 Q113 的发射极、 第二三极管 Q114 的 基极与第二电阻 R112 的一端相连， 第二电阻 R112 的另一端与第二三极管 Q114 的发射极相 连， 作为恒流源的地端连接接地端 GND。 004。
26、2 本实施例一的耐高压 MOS 器件 M101 选用 N 沟道耗尽型 MOS 管。偏置电路 102 包 括偏置电阻 R1021， 该偏置电阻 R1021 连接在耐高压 MOS 器件 M101 的栅极与源极之间。自 举电路 103 包括齐纳管 D1031， 该齐纳管 D1031 的阴极与耐高压 MOS 器件 M101 的栅极相连 接、 阳极连接接地端 GND。 0043 本实施例一的工作原理如下 ： 0044 根据 N 沟道耗尽型 MOS 管 M101 的特性， 当栅极为零电平时， 随着耗尽管的漏极电 位的逐渐增大， 其源极电压跟着上升， 直至耗尽管的阈值电压的绝对值为止， 此时源端的电 位值就。
27、不随其漏极电压的上升而提高了 ； 但是在其源端电压上升至阈值电压绝对值之前， 偏置电阻 R1021 为齐纳管 D1031 提供偏置电流， 通过正反馈作用， 齐纳管 D1031 的阴极电压 会与耗尽管 M101 源端电压一起提高， 最终耗尽管源极的最高电位水平为自举电路最大输 出电位与耗尽管阈值电压绝对值之和。当耗尽管 M101 源端电压建立起来以后， 恒流源 11 的电源电压 VCC 会一直保持不变， 不会随着耗尽管 M101 漏极电压的变化而变化， 这样不仅 仅保证低压负温度特性恒流源电路 11 能够正常工作， 也提高了恒流源电路 11 的电源电压 漂移系数 （指的是在不同电源电压情况下， 。
28、对低压恒流源输出的恒流值电流大小的影响） 。 0045 流过第二电阻 R112 的电流 （未考虑各器件属性的偏差） 为 ： 0046 0047 现在我们运用实施例一中集成电路来获得负温度系数的电流。 0048 在常温 27 摄氏度、 无工艺偏差下获取恒流值为 600uA， 假设电阻 R111 电阻阻值为 200K， 电阻 R112 电阻阻值为 1.1K， 通过仿真得到三极管 Q114 的基极与发射极之间的电压 说 明 书 CN 103729012 A 6 5/7 页 7 UBE_Q507为 0.68V， 这样得到的流过电阻 R112 的电流为 0.618mA， 有所偏差属于正常现象。图 7 为。
29、低压负温度特性恒流源电路 11 在不同电源环境下的扫描曲线图， 对低压负温度特性恒 流源电路 11 的 VCC 直接进行电压扫描， 得到的流过电阻 R112 的电流值曲线如图中 VCC 扫 描曲线， 在恒流源 11 上加上耐高压模块 10 后， 再对 VDD 电压进行电压扫描， 得到的流过电 阻 R112 的电流值曲线如图 7 中 VDD 扫描曲线所示， 从图中曲线对比发现， 加入了耐高压模 块后的恒流源11的最低的工作电压与未加入耐高压模块的恒流源11的最低的工作电压相 比差别不大， 这样就说明耐高压模块的加入对恒流源 11 的最低工作电压影响不大 ； 同时可 以发现直接将扫描电压加载到 V。
30、CC 端得到的电流的电源电压漂移系数比较差， 随着电源电 压的变化， 恒流值也跟着一起在变化。 电压扫描范围为0V至30V， 从图中的VCC扫描曲线可 以发现， VCC 电压扫描出来的电流值受电源电压影响大， 偏差达到了 337uA 左右， 误差为所 需恒流值 600uA 的 50%， 而 VDD 扫描曲线的电流值稳定后几乎不变， 因此可以看出耐压高模 块 10 的加入对提高电源电压漂移系数具有很高的意义。 0049 本发明所述的耐高压恒流源电路得到的最终电流为 ： 流过电阻 R112 的电流、 流 过三极管 Q114 发射极电流、 以及流过齐纳管 D1031 三者电流之和， 流过三极管 Q1。
31、14 发射 极电流与流过齐纳管 D1031 三电流为实施例一得固有静态损耗， 要求这两股电流是越小越 好， 可以通过调节偏置电阻 R1021 与电阻 R111 来调节这两股电流的大小， 减小固有静态损 耗。由于这两股电流很小， 因此最终需要的负温度系数电流约等于流过三极管 Q114 发射极 的电流， 且该电流的温度系数的绝对值是随三极管 Q114 发射极面积变化而改变， 将三极管 Q114 发射极面积尺寸减小， 恒流源电流的负温度系数的绝对值将增大， 负温度系数与三级 管的发射极面积成正比， 三极管发射极面积与电流的温度系数大小关系可以参考专利申请 号为 201310044913 中所述。当 。
32、VDD 电压为 100V 时， 恒流源电流的温度系数仿真图如图 8 所示， 横坐标为温度 temp（） ， 纵坐标为电流 （A） 。温度系数计算公式如下 ： 0050 0051 当 VDD 工作于 100V 时， 最终得到的电流的温度系数为 -3516ppm/。 0052 实施例一所述的集成电路解决实现低压电路无法工作于高压环境的缺点， 同时能 够输出具有与温度成反比例关系的电流。 0053 图 1-2 所示传统低压型恒流源电路输出电流的温度系数是有最大限制的， 如果 需要获取更大的温度系数的电流可以采用专利申请号为 201310044913 与专利申请号为 201310289994 中提出来。
33、了的一种应用性较强的温度系数增强型低压恒流源电路， 就能得到 既能工作于高压环境下， 又能够输出较大温度系数的电流。 0054 实施例二 0055 如图 9 所示， 本发明实施例二的耐高压恒流源电路与实施例一在电路构造上基 本相同， 不同点在于 ： 本实施例二的自举电路 103 还包括第三三极管 Q104 和第四三极管 Q105 ； 齐纳管 D1031 的阴极通过该第三三极管 Q104 和第四三极管 Q105 与耐高压 MOS 器件 M101的栅极相连接， 其中， 齐纳管D1031的阴极与第四三极管Q105的发射极相连， 第四三极 管 Q105 的基极、 集电极与第三三极管 Q104 的发射极。
34、相连， 第三三极管 Q104 的基极、 集电极 与耐高压 MOS 器件 M101 的栅极相连。 说 明 书 CN 103729012 A 7 6/7 页 8 0056 本实施例二与实施例一在工作原理上也基本相同， 不同之处在于 ： 0057 实例一中的齐纳管的稳压值 VD是具有正温度系数的， 且耗尽管 NMOS 管的阈值电 压也是具有温度系数的， VCC 计算公式如下 ： 0058 0059 I 为流过 N 沟道耗尽 NMOS 管 M901 漏极的电流， n为电子迁移率， Cox为栅极单位 面积电容， VTH为耗尽型 MOS 的阈值电压， W/L 为宽长比， 通过公式 （3） ， 可以看出 V。
35、CC 电压仍 然为正温度系数， 受温度的影响非常大。 0060 实施例二就解决了这一问题， 为了减小 VCC 电压受温度的影响， 就需要加入具有 互补的相反温度系数的器件来进行补偿， 由于三极管的 PN 结电压 （即三极管的基极与发射 极之间电压） 也是具有负温度系数， 与实施例一不同在于， 在如图 9 所示的实施例二电路图 中， 在齐纳管的阴极上加入两个二极管连接方式的三极管 Q104 与 Q105， 这样利用两个具有 负温度系数的 UBE来补偿掉 VCC 中的两个具有正温度系数的 VD与 -VGS电压， 最终获取的最 大 VCC 电压为 ： 0061 VCCVD-VGS+2UBE （4） 。
36、0062 这样就保证了 VCC 电压在不同温度下的电压一致性， 提高后级低压恒流源电路的 温度漂移系数。 0063 实施例三 0064 如图 10 所示， 本发明实施例三的耐高压恒流源电路与实施例一在电路构造上基 本相同， 不同点在于 ： 本实施例三的自举电路 103 包括基准电压模块 105 和第五三极管 Q106， 基准电压模块105的地端连接接地端GND、 基准电压输出端连接第五三极管Q106的发 射极， 第五三极管 Q106 的基极、 集电极与耐高压 MOS 器件 M101 的栅极相连。 0065 本实施例三与实施例二在工作原理上的不同之处在于 ： 0066 实例二中的齐纳管的稳压值是。
37、固定的， 且每种工艺中的齐纳管型号数量有限， 所 以可选的稳压电压值也就有限， 这样就导致了最终获取的 N 沟道型耗尽 MOS 管 M101 的最大 源极电压无法做到任意可选 ； 0067 如果采用了将齐纳管改成可调基准电压， 那么最终获取的电压 VCC 就不再依耐器 件的固有的电压值了。而可调基准电压可以由基本基准模块得到， 一般的基准电路得到的 典型基准电压值都为 1.2V ： 0068 VREFVBE+(VTln n) （5） 0069 其中 VREF为我们所要得到的基准电压值， 为线性可调参数， 最终得到的零温度 系数基准电压 VREF为 1.2V。 0070 然后可以通过线性调整稳压。
38、器 （LDO） 将 1.2V 升高或者降低到我们想要的基准电 压值。最终的电压 VCC 计算如下 ： 0071 VCC VREF+VBE-VGS （6） 说 明 书 CN 103729012 A 8 7/7 页 9 0072 而 VREF为零温度系数， VBE为负温度系数， -VGS为正温度系数， 根据公式 （6） 可以得 到最终的 VCC 可以调节到零温度系数， 同时可以得到不同大小的 VCC 电压。 0073 本发明的实施方式不限于此， 按照本发明的上述内容， 利用本领域的普通技术知 识和惯用手段， 在不脱离本发明上述基本技术思想前提下， 本发明还可以做出其它多种形 式的修改、 替换或变更。
39、， 均落在本发明权利保护范围之内。 例如， 本发明的耐高压电路中， 耐 高压 MOS 器件 M101 也可选用 N 型结型场效应管 ； 又如， 本发明的耐高压电路除了应用于恒 流源， 也可以应用在任意的低压电路， 通过将耐高压 MOS 器件 M101 的源极连接到低压电路 的供电端， 即可在供电电源电压 VDD 具有超宽电压范围的情况下， 为低压电路提供稳定可 靠的低压供电电压。 说 明 书 CN 103729012 A 9 1/3 页 10 图 1-1 图 1-2 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103729012 A 10 2/3 页 11 图 5 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103729012 A 11 3/3 页 12 图 8 图 9 图 10 说 明 书 附 图 CN 103729012 A 12 。