[发明专利]宽带低功耗的带隙基准电路

说明书

宽带低功耗的带隙基准电路,涉及集成电路技术，本发明包括带隙核心电路、反馈电路和启动电路；所述带隙核心电路包括一个电流镜；所述反馈电路包括第一MOS管(MN1)、第二MOS管(MN2)、第三MOS管(MN3)、第三三极管(Q3)和第一电容(C1)；所述启动电路包括第四MOS管(MP4)、第五MOS管(MP5)、第六MOS管(MN4)、第七MOS管(MN3)和第四三极管(Q4)；本发明采用无运放的带隙核心结构能有效的减小功耗和版图面积。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域。

背景技术

模拟和数字电路都需要基准源，带隙基准电压源是应用较为广泛的一种基准电路，用于提供与温度和电源电压无关的一个直流电压。传统的带隙基准电路如图1所示，高精度运算放大器进行电压箝位使带隙核心部分产生PTAT电流，将该电流镜像到电阻和三极管上产生带隙基准电压。高精度运放的存在不仅加大了设计的复杂程度还增加了运放的功耗，这对于低功耗的应用来说是不能接受的，必须采用新的结构和设计思路实现低功耗的带隙基准结构。

图1所示是传统的带隙基准电路，运放的作用是箝位NMOS管MP6漏极和MP7漏极电位，带隙核心结构产生与温度呈正比的电流I_PTAT＝ΔV_BE/R4，通过电流镜将I_PTAT镜像至电阻R5和三极管Q7上，形成与温度无关的电压V_REF＝V_BE+I_PTAT×R₅。该运放的使用使得版图面积和功耗都增加不少，另一方面来说，运放的设计也至关重要，如果运放的失调过大或带宽很小都会影响带隙基准电路的功能或性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对带隙基准电路工作时遇到的功耗过大的问题，提出一种宽带低功耗的带隙基准电路。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，宽带低功耗的带隙基准电路,其特征在于，包括带隙核心电路、反馈电路和启动电路；

所述带隙核心电路包括一个电流镜，电流镜的输入端接VDD端，电流镜的第一电流支路通过第一三极管Q1接第一电阻R1的第一端，第二电流支路通过第二三极管Q2接第二电阻R2的第一端，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第二端的连接点通过第三电阻R3接地：第一电阻R1的电阻值大于第二电阻R2：

所述反馈电路包括第一MOS管MN1、第二MOS管MN2、第三MOS管MP3、第三三极管Q3和第一电容C1；第一MOS管MN1的输入端接VDD端，输出端接第二MOS管MN2的栅极；第二MOS管MN2的输入端接VDD端，输出端接第一参考点；第三MOS管MP3的输入端接VDD端，输出端接第二MOS管MN2的栅极，还通过第三三极管Q3接第二参考点；第一参考点连接第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3的基极；第二参考点接第二电阻R2的第一端，还通过第一电容C1接地；

所述启动电路包括第四MOS管MP4、第五MOS管MP5、第六MOS管MN4、第七MOS管MN3和第四三极管Q4；第四MOS管MP4的栅极接地，输入端接VDD，输出端接第一MOS管MN1的栅极；第五MOS管输入端接VDD端，栅极和输出端接第四三极管Q4的输入端；第六MOS管MN4的输入端接第四三极管Q4的输入端,栅极接第四MOS管MP4的输出端，输出端接第二参考点；第七MOS管MN3的输入端接第四MOS管MP4的输出端，栅极接第一参考点，输出端接地；第四三极管的输出端接第二参考点,基极接第一参考点，第一参考点接带隙基准电路的输出端VREF。

所述第一MOS管、第二MOS管、第六MOS管和第七MOS管为NMOS管，第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管为PMOS管。

本发明的有益效果为：无运放的带隙核心结构能有效的减小功耗和版图面积；采用反馈电路形成负反馈结构有利于提高带隙结构的稳定性；反馈电路和启动电路上的电流最终流过带隙核心电路，这部分电流将有效的减小带隙核心电路中电阻的大小。