[实用新型]CMOS基准源电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于模拟、数模混合电路中需要产生的低温度系数和高电源抑制比的基准源电路，尤其涉及一种CMOS基准源电路。

背景技术

在模拟、数模混合，尤其是纯数字电路中经常会用到基准源电路，包括基准电压源和基准电流源。基准源电路的稳定性直接关系到整个电路的性能。基准电压源直接关系到输出电压的值、比较器工作状态。基准电流源为系统各个模块提供电流，它的性能对振荡器的工作频率、比较器以及运放的工作状态都有很大的影响。现有的电路中往往还同时需要基准电压源和基准电流源为其他电路模块提供基准电压和基准电流。

目前的设计思路是设计两个电路模块，分别用作基准电压源和基准电流源，但是，这样的设计不仅增大了电路设计的难度，还增加了所用器件的数目，从而增大了芯片的面积，加大了芯片设计的成本。

一般常用的电压源是带隙基准电压源，采用双极型器件实现，输出电压值基本恒定在1.25V左右；工作原理是使ΔVbe的正温度系数和Vbe的负温度系数所产生的漂移相互抵消。但是，由于带隙基准电压源在CMOS工艺中的实现存在很多问题，因此其发展受很多因素的限制，存在如下问题：由于双极型器件在CMOS工艺中的兼容性不好，会产生放大器的失调等问题，因此，CMOS工艺线上实现的带隙基准电压源会存在三极管能否准确实现以及如何减小放大器失调的问题。比较常用的基准电流源主要采用基于Vth的自偏置结构，这种基准电流源存在温度系数较差的缺点。

另外，有的应用系统中需要低于1V的基准电压值，一般的带隙基准电压源不能直接满足这个要求，需要设计其他的电压转换电路以降低输出基准电压值，这也会加大设计的难度。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于设计一种低温度系数的、适于在CMOS工艺上实现的CMOS基准源电路。本实用新型采用标准CMOS工艺实现，电路结构中不需要三极管，直接由MOS管的温度特性进行适当补偿，可得到输出稳定、低温度系数的基准电压及稳定的基准电流。

本实用新型采用如下技术方案：

一种CMOS基准源电路，包括启动电路，主偏置电流产生电路，基准电压产生电路及基准电流产生电路；启动电路，主偏置电流产生电路，基准电压产生电路及基准电流产生电路的直流电输入端分别连接直流电源Vdd，主偏置电流产生电路的输入端连接启动电路的输出端，主偏置电流产生电路的第一输出端、第二输出端分别对应连接基准电压产生电路的第一输入端和第二输入端，基准电压产生电路的输出端连接基准电流产生电路的第一输入端，基准电压输出端输出基准电压并与基准电流产生电路的第二输入端连接，基准电流产生电路的输出端输出基准电流。

本实用新型的CMOS基准源电路，具有明显的优点和积极的效果；且在很多方面优于目前常用的基准电压源电路。

(1)本实用新型电路中不包含三极管，只包含NMOS管、PMOS管、电阻、电容四种器件，因此，具有结构简单的优点，在CMOS工艺线上实现方便、有效、兼容性好；不会产生放大器的失调等问题。

(2)本实用新型全部采用CMOS技术，具有开关速度快、功耗低等特点，而且制备工艺简单。

(3)本实用新型的CMOS基准源电路在获得输出稳定、低温度系数的基准电压源的同时可以获得低温漂的基准电流源；在同一个电路结构中同时产生了基准电压源和基准电流源，减小了电路设计的难度、所用器件的数目，适用于同时需要基准电压和基准电流的系统，可使该系统芯片的面积减小、成本降低。

(4)本实用新型所采用的正负温度系数补偿方式简单，不需要引入双极型器件来构造正负温度系数的参数进行温度补偿，而是由MOS管的迁移率和阈值电压存在的温度特性进行正负温度补偿，因此，可得到低温度系数的基准电压，提高基准电源的稳定性，进而提高整个电路的性能。

(5)由于采用了有别于传统的带隙基准电压源的方法，使得基准电压输出值不是传统的1.25V，与阈值电压有密切关系。适用于需要较低基准电压源的系统中。

附图说明

图1是本实用新型的CMOS基准源电路的结构框图。

图2是本实用新型的CMOS基准源电路的电原理图。

图3是不同电源情况下基准电压值随温度变化曲线图。

具体实施方式

以下通过本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的目的、电路结构和优点作进一步描述。