[发明专利]低压低功耗基准电压源及低基准电压产生电路

说明书

技术领域

本发明涉及模拟和数模混合电路中需要产生低压低功耗的基准电压源及电路，尤其涉及基于CMOS工艺的低压低功耗基准电压源及低基准电压产生电路。

背景技术

高精度且稳定的基准电压源在模拟和混合信号中，应用非常广泛。在一些通信器件中，如RFID、手持移动终端，对小面积、低压、低功耗、低温度灵敏度的基准电压源提出了需求。

传统的基准电压源电路通常采用二极管或者BJT三极管的带隙特性来实现，由于二极管和BJT管的导通电压常温下约为0.6V，在负温下，甚至会高到0.8V，在这样的电路中，电源电压就不可能降到较低的值，也不可能提供几百mV的的基准电压。

采用工作在亚阈值区的MOS管可以实现低压、低功耗、低温度灵敏度的基准电压源，但实现起来会存在一定的难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于提供低压低功耗基准电压源。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供输出基准电压低于1V的低基准电压产生电路。

本发明为了解决上述技术问题，采用如下的技术方案：

低压低功耗基准电压源，包括启动电路、低基准电压产生电路和稳定电路；其特点是：

启动电路检测低基准电压产生电路第一输出端的电压信号，以判断是否在正常工作模式；当低基准电压产生电路没有启动时，启动电路强制产生一个输出电流源对低基准电压产生电路进行充电，待充电完成后，低基准电压产生电路被启动，进入正常工作模式，同时低基准电压产生电路第一输出端的电压信号发生跳变，启动电路再根据检测到的电压信号，自动关闭输出电流源；启动电路用来确保低基准电压产生电路进入正常工作状态；

所述低基准电压产生电路第一输出端产生电压信号输出到启动电路；在正常工作模式时，第二输出端产生基准电压输出，同时，该低基准电压产生电路第三输出端输出基准电压取样信号到稳定电路；

所述稳定电路与低基准电压产生电路形成负反馈环路，当基准电压上升时，稳定电路产生抑制基准电压上升的信号，使基准电压稳定；以补偿低基准电压产生电路内部正反馈环路对电路稳定性的影响，并且负反馈环路增益大于低基准电压产生电路内部正反馈环路增益；以保证电路进入稳定状态，防止低基准电压产生电路进入振荡区。

本发明通过启动电路确保低基准电压产生电路进入正常工作状态，并且在低基准电压产生电路进入正常工作状态后启动电路自动关闭，通过稳定电路补偿低基准电压产生电路内部正反馈环路对电路稳定性的影响，保证电路进入稳定状态，通过低基准电压产生电路产生低的基准电压；本发明结构简单，电路稳定可靠，具有低功耗、低工作电压、低输出基准电压等优点。

根据所述的低压低功耗基准电压源的一种优选方案，所述低基准电压产生电路包括第一、第二等效PMOS管、第一、第二PMOS管、第一、第二、第三NMOS管和限流电阻，第一、第二、第三NMOS管的衬底以及第一、第二NMOS管的源极均与地相接，第一、第二、第三NMOS管的栅极同时与第二NMOS管的漏极相接，还与第一等效PMOS管的漏极相接，第三NMOS管的源极通过限流电阻接地，第三NMOS管的漏极与第二等效PMOS管的漏极相接；第一、第二等效PMOS管的源极均与第二PMOS管的漏极相接，第一、第二等效PMOS管的栅极均与地相接；第一、第二等效PMOS管的衬底相接；第一、第二PMOS管的栅极同时与第一PMOS管的漏极以及第一NMOS管的漏极相接，第一、第二PMOS管的源极均与电源连接。

本发明采用工作在亚阈值区的NMOS管来产生零温输出基准电压，具有功耗低的特点；NMOS管负温特性的VGS电压和等效PMOS管两端的正温特性电压相互抵消，形成零温特性的输出电压，电路结构简单，具有低工作电压、低输出基准电压的特点。

根据所述的低压低功耗基准电压源的一种优选方案，每个等效PMOS管均由多只PMOS管串接构成，即该多只PMOS管的栅极同时连接在一起，作为等效PMOS管的栅极，该多只PMOS管的衬底也同时连接在一起，作为等效PMOS管的衬底；该多只PMOS管中的第一只PMOS管的漏极作为等效PMOS管的漏极，该多只PMOS管中的第一只PMOS管的源极连接该多只PMOS管中的第二只PMOS管的漏极，该多只PMOS管中的第二只PMOS管的源极连接该多只PMOS管中的第三只PMOS管的漏极，依次类推，该多只PMOS管中的最后一只PMOS管的源极作为等效PMOS管的源极。