本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種線性調(diào)整器。

背景技術(shù)：

線性調(diào)整器也稱串聯(lián)調(diào)整器，通過它可以將不穩(wěn)定的輸入電壓轉(zhuǎn)換為可調(diào)節(jié)的直流輸出電壓，以便于作為其它系統(tǒng)的供電電源。由于線性調(diào)整器具有結(jié)構(gòu)簡單、靜態(tài)功耗小、輸出電壓紋波小等特點，因此線性調(diào)整器常被用于移動消費類電子設(shè)備芯片的片內(nèi)電源管理。

圖1給出了現(xiàn)有技術(shù)中的線性調(diào)整器的結(jié)構(gòu)示意圖：線性調(diào)整器包括：偏置模塊1、基準電壓模塊2、誤差放大器3、功率調(diào)整管4以及采樣電阻網(wǎng)絡(luò)5。

線性調(diào)整器的輸入電壓V_IN分別輸入至偏置模塊1、基準電壓模塊2以及功率調(diào)整管4中，偏置模塊1為基準電壓模塊2以及誤差放大器3提供正常工作所需的電流偏置和電壓偏置，基準電壓模塊2產(chǎn)生一個低溫漂的參考電壓V_REF給誤差放大器3，誤差放大器3將采樣電阻網(wǎng)絡(luò)5對輸出電壓V_O采樣得到的反饋電壓V_FB與V_REF進行誤差放大，以便于根據(jù)誤差放大的結(jié)果，調(diào)整功率調(diào)整管4的柵極電壓，使得輸出電壓V_O穩(wěn)定輸出。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對移動消費類電子設(shè)備的要求越來越高。當電子設(shè)備的系統(tǒng)處于睡眠待機狀態(tài)時，便要求電子設(shè)備芯片的片內(nèi)電源管理的功耗盡可能的低，以延長設(shè)備的使用時間，使得電子設(shè)備具有較長的待機時間。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的線性調(diào)整器很難滿足電子設(shè)備在待機時，靜態(tài)電流為幾百納安培甚至幾十納安培的要求。另外，現(xiàn)有技術(shù)中的線性調(diào)整器中的采樣電阻網(wǎng)絡(luò)5會占用較大的芯片面積，不利于電子設(shè)備的小型化的發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施方式的目的之一在于提供一種線性調(diào)整器，使得線性調(diào)整器靜態(tài)功耗較低，且芯片占用面積較小，并通過具有正溫度特性的電壓偏置模塊來補償翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器的負溫度特性，使得線性調(diào)整器在無需基準電壓模塊的情況下，線性調(diào)整器的輸出電壓也具有良好的溫度特性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種線性調(diào)整器，包括：電流偏置模塊、具有正溫度特性的電壓偏置模塊以及翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器；

電流偏置模塊的輸入端接收線性調(diào)整器的輸入電壓，電流偏置模塊的輸出端輸出偏置電流；

電壓偏置模塊的第一輸入端與第二輸入端分別接收輸入電壓與偏置電流，電壓偏置模塊的輸出端輸出偏置電壓；

翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器的第一輸入端與第二輸入端分別接收輸入電壓與偏置電壓，翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器的輸出端輸出線性調(diào)整器的輸出電壓。

本發(fā)明實施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，線性調(diào)整器的輸入電壓輸入至電流偏置模塊的輸入端、電壓偏置模塊的第一輸入端以及翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器的第一輸入端中，電流偏置模塊產(chǎn)生偏置電流，且電壓偏置模塊的第二輸入端接收該偏置電流，電壓偏置模塊產(chǎn)生偏置電壓，且翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器的第二輸入端接收該偏置電壓，線性調(diào)整器的輸出電壓由翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器的輸出端輸出。利用翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器對線性調(diào)整器的輸出電壓進行跟隨補償，以便于線性調(diào)整器的輸出電壓較為穩(wěn)定。并且，電壓偏置模塊具有正溫度特性，能夠與翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器相互補償，抵消翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器的負溫度特性，使得線性調(diào)整器的輸出電壓具有良好的溫度特性。通過這種方式，使得線性調(diào)整器具有靜態(tài)功耗較低，芯片占用面積較小的特點，并且線性調(diào)整器無需專門的設(shè)置基準電壓模塊，也能實現(xiàn)線性調(diào)整器的輸出電壓具有良好的溫度特性。

另外，電流偏置模塊包括偏置電流產(chǎn)生電路與輔助輸出電路。偏置電流產(chǎn)生電路的輸入端連接于線性調(diào)整器的輸入電壓；偏置電流產(chǎn)生電路的輸出端連接于輔助輸出電路的輸入端；輔助輸出電路的輸出端連接于電壓偏置模塊的輸入端；偏置電流產(chǎn)生電路的輸入端與輔助輸出電路的輸出端分別形成電流偏置模塊的輸入端與輸出端。利用偏置電流產(chǎn)生電路產(chǎn)生所需的偏置電流(一般而言，所需的偏置電流為納安培量級偏置電流)，并利用輔助輸出電路將偏置電流產(chǎn)生電路的偏置電流輸出至電壓偏置模塊。

另外，輔助輸出電路包括電流鏡電路與場效應(yīng)晶體管；電流鏡電路的輸入端連接于偏置電流產(chǎn)生電路的輸出端，電流鏡電路的輸出端連接于場效應(yīng)晶體管的漏極；場效應(yīng)晶體管的源極與柵極分別連接于電流偏置模塊的輸入端與輸出端。本實施例提供了輔助輸出電路的一種具體實現(xiàn)方式，即，利用電流鏡電路將偏置電流產(chǎn)生電路中的偏置電流復(fù)制給場效應(yīng)晶體管的漏極，以便于場效應(yīng)晶體管將偏置電流輸入至電壓偏置模塊中。并且，采用具有電流鏡電路的輔助輸出電路，能夠使得偏置電流產(chǎn)生電路在電路設(shè)計方面，具有較大的靈活性。

另外，輔助輸出電路包括場效應(yīng)晶體管；場效應(yīng)晶體管的漏極和柵極分別形成輔助輸出電路的輸入端和輸出端。本實施例提供了輔助輸出電路的一種具體實現(xiàn)方式，增加了本發(fā)明的可行性。

另外，電壓偏置模塊包括串聯(lián)自共源共柵晶體管SSCM(SSCM，Series Self Cascode MOSFET)電路，提供了一種電壓偏置模塊的具體實現(xiàn)形式，增加了本發(fā)明的可行性。并且，在本發(fā)明中，SSCM電路能夠工作在亞閾值區(qū)，從而使線性調(diào)整器的靜態(tài)功耗很小。

另外，翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器包括折疊式共源共柵放大器與功率調(diào)整管；折疊式共源共柵放大器的第一輸入端與功率調(diào)整管的發(fā)射極形成翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器的第一輸入端；折疊式共源共柵放大器的第二輸入端形成翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器的第二輸入端；折疊式共源共柵放大器的第一輸出端連接于功率調(diào)整管的柵極；折疊式共源共柵放大器的第二輸出端形成翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器的輸出端，且連接于功率調(diào)整管的漏極。利用折疊式共源共柵放大器對線性調(diào)整器的輸出電壓進行采樣，誤差放大，誤差方法的結(jié)果輸出并作用在功率調(diào)整管的柵極，以調(diào)整功率調(diào)整管的柵電壓使得線性調(diào)整器的輸出電壓穩(wěn)定輸出。

另外，翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器還包括輸出電容；輸出電容連接在翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器的輸出端與接地端之間。利用輸出電容保證線性調(diào)整器的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中線性調(diào)整器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中線性調(diào)整器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中線性調(diào)整器的電路示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路的電路示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式中線性調(diào)整器的電路示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請所要求保護的技術(shù)方案。

本發(fā)明的第一實施方式涉及一種線性調(diào)整器，包括：電流偏置模塊、具有正溫度特性的電壓偏置模塊以及翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器，如圖2所示。本實施方式中的線性調(diào)整器可以應(yīng)用于可充電電池的移動終端，如手機、電腦、平板電腦、穿戴設(shè)備等。

電流偏置模塊6的輸入端接收線性調(diào)整器的輸入電壓V_IN，電流偏置模塊6的輸出端輸出偏置電流。電壓偏置模塊7的第一輸入端與第二輸入端分別接收輸入電壓V_IN與偏置電流，電壓偏置模塊7的輸出端輸出偏置電壓。翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8的第一輸入端與第二輸入端分別接收輸入電壓V_IN與偏置電壓，翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8的輸出端輸出線性調(diào)整器的輸出電壓V_O。

具體的說，電流偏置模塊6產(chǎn)生偏置電流，并將偏置電流輸出給電壓偏置模塊7，由電壓偏置模塊7產(chǎn)生偏置電壓。利用翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8對線性調(diào)整器的輸出電壓V_O進行跟隨補償，以便于線性調(diào)整器的輸出電壓V_O較為穩(wěn)定。并且，電壓偏置模塊7具有正溫度特性，能夠與翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8相互補償，抵消翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8的負溫度特性，使得線性調(diào)整器的輸出電壓V_O具有良好的溫度特性。

本實施方式中，電流偏置模塊6包括偏置電流產(chǎn)生電路與輔助輸出電路。偏置電流產(chǎn)生電路的輸入端連接于線性調(diào)整器的輸入電壓V_IN，偏置電流產(chǎn)生電路的輸出端連接于輔助輸出電路的輸入端。輔助輸出電路的輸出端連接于電壓偏置模塊7的輸入端。偏置電流產(chǎn)生電路的輸入端與輔助輸出電路的輸出端分別形成電流偏置模塊的輸入端與輸出端。利用偏置電流產(chǎn)生電路產(chǎn)生所需的偏置電流(一般而言，所需的偏置電流為納安培量級偏置電流)，并利用輔助輸出電路將偏置電流產(chǎn)生電路的偏置電流輸出至電壓偏置模塊。

其中，輔助輸出電路包括電流鏡電路與場效應(yīng)晶體管。電流鏡電路的輸入端連接于偏置電流產(chǎn)生電路的輸出端，電流鏡電路的輸出端連接于場效應(yīng)晶體管的漏極。場效應(yīng)晶體管的源極與柵極分別連接于電流偏置模塊的輸入端與輸出端。利用電流鏡電路將偏置電流產(chǎn)生電路中的偏置電流復(fù)制給場效應(yīng)晶體管的漏極，以便于場效應(yīng)晶體管將偏置電流輸入至電壓偏置模塊中。并且，采用具有電流鏡電路的輔助輸出電路，能夠使得偏置電流產(chǎn)生電路在選型方面，具有較大的靈活性。

下面以圖3所示的電路對線性調(diào)整器的工作原理進行說明：

電流偏置模塊6包括偏置電流產(chǎn)生電路與輔助輸出電路。偏置電流產(chǎn)生電路為可以采用如圖3所示的納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路。輔助輸出電路包括電流鏡電路與場效應(yīng)晶體管M₂。電流鏡電路包括場效應(yīng)晶體管M₁以及M₃，場效應(yīng)晶體管M₁的漏極作為電流鏡電路的輸入端，場效應(yīng)晶體管M₃的漏極作為電流鏡電路的輸出端。其中，納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路的具體電路的一種實施例可參看圖4。如圖4所示，場效應(yīng)晶體管M₈、M₁₁、M₁₃以及M₁₅的源極作為納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路的輸入端，場效應(yīng)晶體管M₁₅的漏極作為納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路的輸出端。

圖4中的N、J、K表示電流鏡電路的鏡像比率，其中N是M₁₁與M₈組成的電流鏡電路的鏡像比率，J是M₁₄與M₁₂組成的電流鏡電路的鏡像比率，K是M₁₁與M₁₃組成的電流鏡電路的鏡像比率，M₉與M₁₀構(gòu)成自共源共柵晶體管SCM電路。

其中，M₈至M₁₄是納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路的主體電路，M₁₅是納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路的偏置電流輸出端。

由于M₁₄與M₁₂組成的電流鏡電路工作在亞閾值區(qū)，且鏡像比率大于1(J>1)，因此M₁₂、M₁₄的柵-源電壓V_GS將不同，V_GS14>V_GS12。M₁₂的源極產(chǎn)生一個電壓，該電壓為V_GS14與V_GS12的差值。

M₉與M₁₀構(gòu)成的自共源共柵晶體管SCM電路中，M₁₀工作在線性區(qū)，電氣特性上可以等效為一個電阻。并且，由于M₁₀的漏極由上述M₁₂的源極電壓偏置，因而產(chǎn)生的輸出電流等于M₁₂的源極電壓與M₁₀的等效電阻的比值。

由于V_GS14與V_GS12的差值比較小，僅有幾十毫伏，且M₁₀的等效電阻是晶體管電阻，在實際操作時，將M₁₀設(shè)計成倒比管，就可以很容易的得到很大的等效阻值，從而能夠得到納安培量級的偏置電流輸出。

綜上所述，本實施方式所提及的納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路具有輸出偏置電流小，靜態(tài)功耗小，占用芯片面積小的特點。

納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路的輸入端、場效應(yīng)晶體管的源極M₂作為電流偏置模塊6的輸入端，接收線性調(diào)整器的輸入電壓V_IN，場效應(yīng)晶體管M₂的柵極作為電流偏置模塊6的輸出端，與電壓偏置模塊7的輸入端連接。其中，納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路的輸出端與場效應(yīng)晶體管M₁的漏極連接。場效應(yīng)晶體管M₁的柵極與漏極連接，且與場效應(yīng)晶體管M₃的柵極連接。場效應(yīng)晶體管M₃的漏極與場效應(yīng)晶體管M₂的漏極連接。場效應(yīng)晶體管M₁的源極與場效應(yīng)晶體管M₃的源極均接地。

具有正溫度特性的電壓偏置模塊7可為串聯(lián)自共源共柵晶體管SSCM電路，且SSCM電路的級數(shù)可為三級，由圖3中所示的場效應(yīng)晶體管M_B1至M_B4、M_U1至M_U3、M_D1至M_D3組成。本實施方式中，對SSCM電路的級數(shù)不作任何限制，SSCM電路的級數(shù)可以根據(jù)不同的補償量需求及輸出電壓V_O的需求，進行選擇。另外需要強調(diào)的是，本實施例對電壓偏置模塊的具體結(jié)構(gòu)形式也不作任何限制，只要是具有正溫度特性的電壓偏置模塊的任何結(jié)構(gòu)形式，均可以應(yīng)用于本實施方式中。

具體的說，圖3中所示的場效應(yīng)晶體管M_B1、M_U1以及M_D1組成SSCM電路的第一級電路，M_B2、M_U2以及M_D2組成SSCM電路的第二級電路，M_B3、M_U3以及M_D3組成SSCM電路的第三級電路。以下對SSCM電路中各級電路進行詳細說明：

SSCM電路中的第一級電路：

M_B1的源極接收線性調(diào)整器的輸入電壓V_IN，柵極與場效應(yīng)晶體管M₂的柵極連接，漏極與M_U1的漏極連接。M_U1的柵極與漏極連接，源極與M_D1的漏極連接。M_D1的柵極與M_U1的柵極連接，源極接地。其中，M_D1的漏極與M_U1的源極相連，并作為SSCM電路第一級的輸出端，輸出電壓為V_SSCM1。

其中，V_SSCM1＝V_{GS_MD1}-V_{GS_MU1}，V_{GS_MD1}為M_D1的柵源電壓，V_{GS_MU1}為M_U1的柵源電壓。M_B1的電流放大系數(shù)為k₁，從而使得納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路產(chǎn)生的偏置電流I₀在經(jīng)過M_B1后，放大為k₁*I₀。

SSCM電路中的第二級電路：

M_B2的源極接收線性調(diào)整器的輸入電壓V_IN，柵極與場效應(yīng)晶體管M₂的柵極連接，漏極與M_U2的漏極連接。M_U2的柵極與漏極連接，源極與M_D2的漏極連接。M_D2的柵極與M_U2的柵極連接，源極接地。其中，M_D2的漏極與M_U2的源極相連，并作為SSCM電路第二級的輸出端，輸出電壓為V_SSCM2。

其中，V_SSCM2＝V_{GS_MD2}-V_{GS_MU2}，V_{GS_MD2}為M_D2的柵源電壓，V_{GS_MU2}為M_U2的柵源電壓。M_B2的電流放大系數(shù)為k₂，從而使得納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路產(chǎn)生的偏置電流I₀在經(jīng)過M_B2后，放大為k₂*I₀。

SSCM電路中的第三級電路：

M_B3的源極接收線性調(diào)整器的輸入電壓V_IN，柵極與場效應(yīng)晶體管M₂的柵極連接，漏極與M_U3的漏極連接。M_U3的柵極與漏極連接，源極與M_D3的漏極連接。M_D3的柵極與M_U3的柵極連接，源極接地。其中，M_D3的漏極與M_U3的源極相連，并作為SSCM電路第三級的輸出端，輸出電壓為V_SSCM3。

其中，V_SSCM3＝V_{GS_MD3}-V_{GS_MU3}，V_{GS_MD3}為M_D3的柵源電壓，V_{GS_MU3}為M_U3的柵源電壓。M_B3的電流放大系數(shù)為k₃，從而使得納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路產(chǎn)生的偏置電流I₀在經(jīng)過M_B3后，放大為k₃*I₀。

翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8包括折疊式共源共柵放大器與功率調(diào)整管M_P。其中，折疊式共源共柵放大器由場效應(yīng)晶體管M₄至場效應(yīng)晶體管M₇組成。其中，場效應(yīng)晶體管M₄的源極即為折疊式共源共柵放大器的第一輸入端，與功率調(diào)整管M_P的發(fā)射極一起形成翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8的第一輸入端。場效應(yīng)晶體管M₅的柵極即為折疊式共源共柵放大器的第二輸入端，形成翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8的第二輸入端。場效應(yīng)晶體管M₄的漏極即為折疊式共源共柵放大器的第一輸出端，與功率調(diào)整管M_P的柵極連接。場效應(yīng)晶體管M₇的源極即為折疊式共源共柵放大器的第二輸出端，形成翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8的輸出端，且連接于功率調(diào)整管M_P的漏極。

具體的說：納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路產(chǎn)生偏置電流I₀，I₀經(jīng)過電流鏡電路轉(zhuǎn)換后，輸出給SSCM電路。SSCM電路輸出電壓V_B及V_PTAT分別作用在場效應(yīng)晶體管M₅和場效應(yīng)晶體管M₇的柵極。當線性調(diào)整器的輸入電壓V_IN上電，電路工作穩(wěn)定時，線性調(diào)整器的輸出電壓V_O＝V_PTAT+V_GS7。其中，V_GS7＝V_TH+V_OVM7，V_TH為場效應(yīng)晶體管M₇的閾值電壓，V_OVM7是場效應(yīng)晶體管M₇的過驅(qū)動電壓，當場效應(yīng)晶體管M₇工作在亞閾值區(qū)時，V_OVM7可以忽略不計。

場效應(yīng)晶體管M₇的源極對線性調(diào)整器的輸出電壓V_O進行采樣，然后經(jīng)場效應(yīng)晶體管M₄至場效應(yīng)晶體管M₇組成的折疊式共源共柵放大器做誤差放大，誤差放大的結(jié)果在節(jié)點Y輸出，作用在功率調(diào)整管M_P的柵極。其中，場效應(yīng)晶體管M₄和場效應(yīng)晶體管M₆為折疊式共源共柵放大器提供偏置電流I_B1和I_B2，且I_B2>I_B1。V_B偏置在場效應(yīng)晶體管M₅的柵極使得節(jié)點X有合適的偏置電壓，以保證場效應(yīng)晶體管M₆和場效應(yīng)晶體管M₇均工作在合適的工作電壓下。

由于線性調(diào)整器的輸入電壓V_IN不變，因此如果線性調(diào)整器的輸出電壓V_O增大，則折疊式共源共柵放大器上的電壓V_O-V_IN也會增大；這樣，Y節(jié)點上的電壓會變大，使得功率調(diào)整管M_P關(guān)閉，線性調(diào)整器的輸出電壓V_O減小。反之，如果如果線性調(diào)整器的輸出電壓V_O減小，折疊式共源共柵放大器上的電壓V_O-V_IN也會減小，則Y節(jié)點上的電壓也會減小，此時功率調(diào)整管M_P會增大供給電流，以使得線性調(diào)整器的輸出電壓V_O增大。

值得一提的是，本實施方式中，翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8還包括輸出電容C₀。輸出電容C₀連接在翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8的輸出端與接地端之間。利用輸出電容C₀來保證線性調(diào)整器的穩(wěn)定性。

以下對電壓偏置模塊7與翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8相互補償?shù)脑磉M行說明：

從上文可知：V_O＝V_PTAT+V_GS7。由于翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8具有負溫度特性，因此，需合理的設(shè)計SSCM電路，以使得SSCM電路有合適的正溫度特性，從而使得線性調(diào)整器的輸出電壓V_O在全溫度范圍內(nèi)都有良好的精度。即，需要使得SSCM電路中的V_PTAT有合適的正溫度特性，以便于V_PTAT可以補償翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8的負溫度特性。

本實施方式中，SSCM電路的級數(shù)為三級，SSCM電路中第i級的輸出V_SSCMi＝V_{GS_MDi}-V_{GS_MUi}。由于SSCM電路工作在亞閾值區(qū)，根據(jù)亞閾值區(qū)的電流-電壓公式得到SSCM電路每一級的輸出為：

公式(1)：

其中，n是亞閾值斜率系數(shù)、V_T是熱電壓、I_S0是工藝相關(guān)的參數(shù)、S_MDi和S_MUi分別表示M_Di和M_Ui的溝道寬長比。

將上述公式(1)與圖3相結(jié)合，可得：

公式(2)：

已知，場效應(yīng)晶體管的閾值電壓可以表示成：

公式(3)：

|V_TH(T)|＝|V_TH(T₀)|-α_VT(T-T₀)

|VTH(T)|＝|VTH(T0)|-αVT(T-T0)

其中，T是絕對溫度、T₀是參考絕對溫度(如室溫)、α_VT是場效應(yīng)晶體管的閾值電壓的溫度系數(shù)。

假設(shè)，場效應(yīng)晶體管M₇也工作在亞閾值區(qū)，則結(jié)合式公式(2)、公式(3)可得到輸出電壓V_O為：

公式(4)：

不難看出，當SSCM電路的級數(shù)為N時，公式(4)可以拓展為：

公式(5)：

對輸出電壓V_O按照溫度進行求導(dǎo)，獲得：

公式(6)：

以及公式(7)：

其中，k_b為玻爾茲曼常數(shù)、q為電位電荷常數(shù)。

由公式(6)、(7)可知，合理的設(shè)計SSCM的級數(shù)、電流放大系數(shù)k_i(i＝1,2,…,N，N+1)、M_Ui及M_Di(i＝1,2,…,N)的尺寸以及場效應(yīng)晶體管M₇的尺寸使得時，則輸出電壓V_O表現(xiàn)為零溫度特性。

不難看出，本實施方式中，利用翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8對線性調(diào)整器的輸出電壓進行跟隨補償，以便于線性調(diào)整器的輸出電壓較為穩(wěn)定。并且，電壓偏置模塊7具有正溫度特性，能夠與翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8相互補償，抵消翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8中的負溫度特性，使得線性調(diào)整器的輸出電壓具有良好的溫度特性。這樣，從而使得線性調(diào)整器無需專門的設(shè)置基準電壓模塊，節(jié)省了電流消耗，線性調(diào)整器具有靜態(tài)功耗較低，芯片占用面積較小的特點。

本發(fā)明的第二實施方式涉及一種線性調(diào)整器，如圖5所示。第二實施方式與第一實施方式大致相同，主要區(qū)別之處在于：在本發(fā)明第一實施方式中，輔助輸出電路包括電流鏡電路與場效應(yīng)晶體管。而在本發(fā)明第二實施方式中，輔助輸出電路只包括場效應(yīng)晶體管M₁₆。

具體的說，場效應(yīng)晶體管M₁₆的漏極和柵極分別形成輔助輸出電路的輸入端和輸出端。場效應(yīng)晶體管M₁₆的漏極與納安培量級偏置電流產(chǎn)生電路的輸入端連接，柵極與折疊式共源共柵放大器的場效應(yīng)晶體管M₆的柵極連接。其中，M₁₆的源極接地，柵極還連接M₁₆的漏極。

本實施方式中，場效應(yīng)晶體管M₁₆不需要與SSCM電路連接，場效應(yīng)晶體管M₁₆作用是接收偏置電流，給翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器8提供偏置電流。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實施方式是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例，而在實際應(yīng)用中，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。