[发明专利]一种高度集成的低功耗基准源

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种高度集成的低功耗基准源。

背景技术

基准源是为模拟电路单元或模拟数字混合电路单元提供精确电压或电流偏置的单元模块。基准源作为电子系统的偏置电路，是电子系统必需的功能模块。基准源主要包括数字基准电压源、模拟基准电压源、电流偏置基准源和带隙基准电压源。

现有基准源的内部结构至少分为两个独立的功能模块：一是由芯片内部的LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器)承担数字基准电压源和模拟基准电压源的输出；二是由带隙电压基准源承担基准电压和偏置电流源的生成。甚至有些芯片内部的基准源还被分为四个独立的模块：数字基准电压源、模拟基准电压源、电流偏置基准源和带隙基准电压源。每个独立的功能模块可能都需要用到运算放大器、电流偏置电路单元、启动电路单元等，造成电子系统整体结构复杂，不仅增加制造成本，还加大了静态功耗。而当今便携式电子设备的功能急剧增多，对于待机时间的要求也越来越高，所以低功耗是电子设备产品必须考虑的重要问题之一。

另一方面，电子系统正常工作后，现有基准源的启动电路仍然需要静态功耗，即便有一些进行改进后可自动关闭启动电路，无需静态功耗，但是结构就相对复杂，而复杂的电路结构会对电路运行的可靠性造成一定的不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高度集成的低功耗基准源，旨在解决现有基准源存在的静态功耗大、整体结构复杂的技术问题。

本发明是这样实现的，一种高度集成的低功耗基准源，包括依次相连的：启动电路模块、集成输出模块和带隙电压基准源模块；

所述启动电路模块，用于启动系统进行工作、并且在系统进入正常工作状态后自动关闭；

所述集成输出模块，集成了数字基准电压源、模拟基准电压源和电流偏置基准源三个单元的功能，并且用于启动后续带隙电压基准源模块的工作；

所述带隙电压基准源模块，用于输出三个以上大小可调的稳定基准电压值。

进一步地，所述启动电路模块包括：第一电流镜、电容C1和限流电阻R12，其中，所述第一电流镜由PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3构成；

进一步地，所述集成输出模块包括：第二电流镜、第三电流镜、第四电流镜、第五电流镜、NPN管T1、稳压二极管D1、稳压二极管D3、稳压二极管D4、NMOS管M13、NPN管T8、NPN管T9、NPN管T10、NPN管T11、电阻R1、电阻R2、负反馈电阻R11、电流源I1和电流源I2；其中，所述第二电流镜由NPN管T4、NPN管T5、NPN管T6和NPN管T7构成，所述第三电流镜由PMOS管M4、PMOS管M5、PMOS管M6、PMOS管M7和PMOS管M8构成，所述第四电流镜由PMOS管M14、PMOS管M15和PMOS管M16构成，所述第五电流镜由NMOS管M17、NMOS管M18构成；

更进一步地，所述带隙电压基准源模块包括：第六电流镜、第七电流镜、NPN管T12、NPN管T13、NPN管T14、NPN管T15、PMOS管M12、米勒补偿电容C2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和电阻R10；其中，所述第六电流镜由PMOS管M9、PMOS管M10和PMOS管M11构成，所述第七电流镜由NMOS管M19、NMOS管M20构成。

本发明提供的高度集成的低功耗基准源，将数字基准电压源、模拟基准电压源、电流偏置基准源、带隙电压基准源巧妙地合成一个电路整体，实现了多功能的要求，简化了现有基准源中重复使用的电路单元，使整个基准源电路结构简单，性能依旧优良；另一方面，电子系统稳定工作后，启动电路自动关闭、无需静态功耗，运行可靠性高，实现了静态功耗大幅度降低的要求；最后，本发明提供的高度集成的低功耗基准源，还可以依据各种需要调整数字基准电压源输出的电压值、模拟基准电压源输出的电压值、电流偏置基准源输出的电流值以及带隙电压基准源输出的基准电压值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高度集成的低功耗基准源的系统框图；

图2是本发明实施例提供的高度集成的低功耗基准源的示例具体电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。