一种低工艺角偏差延时电路的制作方法

1.本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种低工艺角偏差延时电路。


背景技术：

2.延时电路是集成电路中不可或缺的基本构成模块，被广泛的应用在保护电路，振荡器，高压驱动电路中，它的作用是为信号提供一个设定时间t 的延时时间。由于目前的延时电路产生的延时时间都是基于电容大小以及对电容充电电流的大小。在不同工艺角下，基准电路提供的基准电流会发生较大的变化，导致延时时间差别很大。
3.现有技术中常见的处理方法是通过提高对于基准电路的设计要求从而改善不同工艺角下基准电路提供的基准电流精度。但是通过这种方式产生缺点是：一是对于基准电路设计更加复杂，加大了设计难度；二是电路中其余参数也随工艺角变化，导致该方法并不能很好的降低延时时间偏差。
4.因此，对于工艺角变化偏差要求精度较高的电路，现有的延时电路产生的延时时间较长，会对后续电路的正常工作造成很大影响。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种低工艺角偏差延时电路。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
6.本发明提供的一种低工艺角偏差延时电路包括：
7.低工艺角偏差电流镜电路和延时模块，低工艺角偏差电流镜电路包括电流镜以及开关结构电路；
8.低工艺角偏差电流镜电路，用于根据自身的输入电压生成两路电流，并调整自身器件参数使得两路电流相对于工艺角变化系数呈相反数，将两路电流输入至延迟模块，并控制延迟模块启动；
9.延迟模块，用于在启动时通过自身的充放电过程，产生固定时间的延迟信号。
10.可选的，低工艺角偏差电流镜电路包括第一mos管m1、第二mos 管m2、第三mos管m3、第四mos管m4、第五mos管m5、第六mos 管m6、第七mos管m7、第八mos管m8；
11.其中，第一mos管m1的栅极和第七mos管m7的栅极均连接第一输入电源端v
biasp
；第一mos管(m1)的源极、第五mos管(m5)的源极、第六mos管(m6)的源极和第七mos管(m7)的源极均连接第四输入电源端 vdd；第二mos管m2的栅极以及第八mos管m8的栅极均连接第二输入电源端v
in
；第一mos管m1的漏极连接第二mos管m2的源极；第二 mos管m2的漏极连接第三mos管m3的栅级、第四mos管m4的栅级和第三mos管m3的漏级；第三mos管(m3)的源极以及第四mos管(m4) 的源极均连接接地端；第四mos管m4的漏极连接第五mos管m5的漏极、第五mos管m5的栅极、第六mos管m6的栅极；第七mos管m7 的漏极连接第八mos管m8的源极；第六mos管m6的漏极输出第一路电流至延迟模块，第八mos管m8的漏极输出第二路电流至延迟模块。
12.可选的，延时模块包括第一电容c1、第九mos管m9和第十mos管 m10；
13.第九mos管m9的栅极连接第八mos管m8的栅极，第九mos管 m9的漏极连接第一电容c1的一端，第九mos管m9的源极连接第十mos 管m10的漏极，第十mos管m10的栅极连接第三输入电源端v
biasn
；第十mos管m10的源极以及第一电容c1的另一端接入接地端，第九mos 管m9的漏极为延时电路输出端(v
lcc-out
)，输出固定时间的延迟信号。
14.可选的，第一mos管m1为长沟mos管，第七mos管m7为短沟 mos管。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
16.本实施例提供了一种低工艺角偏差延时电路，包括低工艺角偏差电流镜电路和延时模块，低工艺角偏差电流镜电路通过根据自身的输入电压生成两路电流，并调整自身器件参数使得两路电流相对于工艺角变化系数呈相反数，将两路电流输入至延迟模块，并控制延迟模块启动，延迟模块通过自身的充放电过程，产生固定时间的延迟信号。本发明通过两路电流相对于工艺角变化系数的相互抵消，从而大大降低了工艺角变化带来的延时大幅度变化，使得延迟模块可以产生一个设定时间且不受工艺角偏差影响的延时信号，本发明的延迟信号精度较高，可广泛应用于需要延时电路的结构当中。
附图说明
17.图1为本发明实施例提供的一种低工艺角偏差延时电路的整体电路示意图；
18.图2为本发明实施例提供的该低工艺角偏差延时电路延时时间t随工艺角变化的示意图。
具体实施方式
19.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
20.请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种低工艺角偏差延时电路结构示意图，本发明的一种低工艺角偏差延时电路包括：
21.低工艺角偏差电流镜电路和延时模块，低工艺角偏差电流镜电路包括电流镜以及开关结构电路；
22.低工艺角偏差电流镜电路，用于根据自身的输入电压生成两路电流，并调整自身器件参数使得两路电流相对于工艺角变化系数呈相反数，将两路电流输入至延迟模块，并控制延迟模块启动；
23.延迟模块，用于在启动时通过自身的充放电过程，产生固定时间的延迟信号。
24.其中，低工艺角偏差电流镜电路包括第一mos管m1、第二mos管m2、第三mos管m3、第四mos管m4、第五mos管m5、第六mos 管m6、第七mos管m7、第八mos管m8；
25.其中，第一mos管m1的栅极和第七mos管m7的栅极均连接第一输入电源端v
biasp
；第一mos管(m1)的源极、第五mos管(m5)的源极、第六mos管(m6)的源极和第七mos管(m7)的源极均连接第四输入电源端 vdd；第二mos管m2的栅极以及第八mos管m8的栅极均连接第二输入电源端v
in
；第一mos管m1的漏极连接第二mos管m2的源极；第二 mos管m2的漏极连接第三mos管m3的栅级、第四mos管m4的栅级和第三mos管m3的漏级；第三mos管(m3)的源极以及第四mos管(m4) 的源极均连接接地端；第四mos管m4的漏极连接第五mos管m5的漏极、第五mos管m5的栅极、第六mos管m6的栅极；第七mos管m7 的漏极连接第八mos管m8的源极；第六mos
管m6的漏极输出第一路电流至延迟模块，第八mos管m8的漏极输出第二路电流至延迟模块。
26.其中，延时模块包括第一电容c1、第九mos管m9和第十mos管 m10；
27.第九mos管m9的栅极连接第八mos管m8的栅极，第九mos管 m9的漏极连接第一电容c1的一端，第九mos管m9的源极连接第十mos 管m10的漏极，第十mos管m10的栅极连接第三输入电源端v
biasn
；第十mos管m10的源极以及第一电容c1的另一端接入接地端，第九mos 管m9的漏极为延时电路输出端(v
lcc-out
)，输出固定时间的延迟信号。第一mos管m1为长沟mos管，第七mos管m7为短沟mos管。
28.下面对本发明的低工艺角偏差延时电路的整体原理进行说明：
29.m1和m7与输入电压v
biasp
构成电流镜，且m1为长沟mos管，m7 为短沟mos管，可以保证m1管的电流复制倍数与工艺角变化正相关， m7管的电流复制倍数与工艺角变化无关。
30.m2和m8作为开关结构，当输入v
in
为低时，m2与m8导通，m1 和m7作为电流镜开始工作，复制前一级电流，m1至c1产生一路电流， m7至c1产生第二路电流，延时电路开始工作。
31.前一级的带隙基准电流经过电流镜m1的复制，通过打开的开关管m2 流经m3，再通过m3和m4组成的电流镜复制到m4上，m4上的电流流经m5，再通过m5和m6组成的电流镜复制到m6上，m6上的电流对电容c1充电形成一路电流。前一级的带隙基准电流经过电流镜m7的复制，通过打开的开关管m8对电容c1充电形成二路电流。
32.m3、m4、m5和m6组成电流镜电路，通过改变它们的宽长比，可以调节m1复制来的电流i
m1
的大小。当工艺角变化时，带隙基准电路提供的基准电流若减小，由于i
m1
是与工艺角变化正相关的电流，i
m1
增大，同时 m7上的电流i
m7
的电流复制倍数与工艺角变化无关，故i
m7
随着基准电流减小而减小。适当调节m3、m4、m5和m6的宽长比可以使得i
m1
与i
m7
求和的电流im相对于工艺角变化的系数为a。
33.c1、m9和m10作为延时模块，c1随工艺角变化的系数为b，调节 m3、m4、m5和m6的宽长比使得a＝b，即可抵消电流im对电容c1充电时间t对工艺角变化的偏差。m9和m10组成放电路径，当v
in
为低时，放电路径关闭，当v
in
为高时，将c1上的电荷快速泄放，关闭延时电路以等待下一次工作。
34.请参见图2，图2为本发明实施例提供的该低工艺角偏差延时电路的延时时间t在不同工艺角下的数值示意图，实验条件为设置v
dd
为2.6～5.3v， t＝1.35ms，在三个工艺角ff、ss、tt下仿真，可以看出在给定电压范围内，不同工艺角下带隙基准电流源电流在偏移了30％的情况下，t的偏差小于2％，该延时电路延时时间受工艺角偏差影响较低。
35.本实施例提供了一种低工艺角偏差延时电路，包括低工艺角偏差电流镜电路和延时模块，低工艺角偏差电流镜电路通过根据自身的输入电压生成两路电流，并调整自身器件参数使得两路电流相对于工艺角变化系数呈相反数，将两路电流输入至延迟模块，并控制延迟模块启动，延迟模块通过自身的充放电过程，产生固定时间的延迟信号。本发明通过两路电流相对于工艺角变化系数的相互抵消，从而大大降低了工艺角变化带来的延时大幅度变化，使得延迟模块可以产生一个设定时间且不受工艺角偏差影响的延时信号，本发明的延迟信号精度较高，可广泛应用于需要延时电路的结构当中。
36.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的
保护范围。