[发明专利]一种超低功耗的电压基准电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体的说是涉及一种可工作在0.45V的超低压超低功耗电压基准电路。

背景技术

电压基准电路是所有电子系统中不可或缺的一部分，在一些特殊的环境中不仅要求电压基准电路产生的电压不随电源电压和温度的变化而变化，同时还要求其以极低功耗工作在超低电源电压下。传统的带隙基准使用最为广泛，但是受其开启电压限制，不能工作在超低电源电压下。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有带隙基准不能工作在超低工作电压的问题，提出了一种新型的可工作在0.45V的超低功耗电压基准电路。

本发明的技术方案，可工作在0.45V的超低功耗电压基准电路，包括偏置电流模块、高、低栅源电压产生模块和电压减法模块；

所述偏置电流模块包括第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2和电阻R；所述第一PMOS管MP1的源极接电源，其栅极接第二PMOS管MP2的漏极；第二PMOS管MP2的源极接电源，其栅极与漏极互连；第一NMOS管MN1的栅极和漏极互连，其漏极接第一PMOS管MP1的漏极，第一NMOS管MN1的源极接地；第二NOMS管MN2的漏极接第二PMOS管MP2的漏极，第二NOMS管MN2的栅极接第一PMOS管MP1的漏极，第二NOMS管MN2的源极通过电阻R后接地；其中，第一PMOS管MP1栅极、第二PMOS管MP2栅极和漏极的连接点为偏置电流模块的输出端，输出偏置电压VB1；

所述高低栅源电压产生模块包括第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、低阈值NMOS管MNLV和高阈值NMOS管MNHV；所述第三PMOS管MP3的源极接电源，其栅极接偏置电压VB1；所述第四PMOS管MP4的源极接电源，其栅极接偏置电压VB1；所述低阈值NMOS管MNLV的漏极接第三PMOS管MP3的漏极，低阈值NMOS管MNLV的栅极与漏极互连，其源极接地；所述高阈值NMOS管MNHV的漏极接第四PMOS管MP4的漏极，高阈值NMOS管MNHV的栅极和漏极互连，其源极接地；

所述电压减法模块包括第五PMOS管MP5、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4；所述第五PMOS管MP5的源极接电源，其栅极接偏置电压VB1；所述第三NMOS管MN3的漏极接第五PMOS管MP5的漏极，第三NMOS管MN3的漏极接第四PMOS管MP4的漏极；所述第四NMOS管MN4的漏极接第三NMOS管MN3的源极，第四NMOS管MN4的栅极接第三PMOS管MP3的漏极，第四NMOS管MN4的源极接地；所述第三NMOS管MN3源极与第四NMOS管MN4漏极的连接点为电压基准电路的输出端，输出基准电压VREF。。

本发明的可工作在0.45V的超低功耗电压基准电路可用于制作成集成电路，所述集成电路采用标准CMOS工艺制作。

本发明的有益效果为，本发明的一种可工作在0.45V的超低功耗电压基准电路，与现有带隙基准相比，最低工作电压方面，其可工作的最低电压达到0.45V；在实现工艺方面，其可以使用标准CMOS工艺实现；功耗方面，其功耗仅为几个纳瓦，远远低于传统的带隙基准的功耗。

附图说明

图1本发明电路结构框图；

图2本发明所提出的偏置电流模块电路结构图；

图3本发明所提出的高、低栅源电压产生模块电路结构图；

图4本发明所提出电压减法模块电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述

本发明一种新型的可工作在0.45V的超低功耗电压基准电路结构如图1所示，由偏置电流模块、高低栅源电压产生模块和电压减法模块构成。下面分别描述模块的电路结构及连接关系。

如图2所示，偏置电流模块电路结构包括PMOS管MP1、PMOS管MP2、NMOS管MN1、NMOS管MN2和电阻R。MN1和MN2工作在亚阈值区，他们的栅源电压之差是一个与温度成正比(PTAT，Proportional to absolute temperature)的电压，该栅源电压之差正好作用在电阻R上，将此PTAT电压转换成PTAT电流IBIAS。