[发明专利]一种具有温度补偿的宽温度全MOS电压基准源

摘要

一种具有温度补偿的宽温度全MOS电压基准源，设有启动电路、基准核心电路、由温度检测电路、温度逻辑开启电路和高低温温度补偿电路构成的温度补偿电路。启动电路向基准核心电路注入电流使其正常工作，基准核心电路基于阈值电压和热电压的一阶温度补偿原理，采用CMOS型自偏置电流产生电路产生电流并经过有源负载产生基准电压VREF，温度检测电路提取MOS器件的阈值电压进行温度检测，经温度补偿逻辑开启电路进行逻辑处理后输出给高低温温度补偿电路，高低温温度补偿电路针对对不同的工作温度范围进行补偿并将补偿结果反馈耦合到基准核心电路输出的基准电压中，实现宽温度工作条件下低温度系数和高电源抑制比的全MOS电压基准源。

主权项

1.一种具有温度补偿的宽温度全MOS电压基准源，其特征在于：设有启动电路、基准核心电路以及温度补偿电路，温度补偿电路采用高低温分段进行补偿，包括温度检测电路、温度补偿逻辑开启电路和高低温温度补偿电路，启动电路用于向基准核心电路注入电流使其正常工作，基准核心电路基于阈值电压和热电压的一阶温度补偿原理，采用CMOS型自偏置电流产生电路产生电流，并经过有源负载产生基准电压VREF，温度检测电路利用提取MOS器件的阈值电压进行当前温度检测，其检测结果经温度补偿逻辑开启电路进行逻辑处理后输出给高低温温度补偿电路，高低温温度补偿电路针对不同的工作温度范围进行补偿并将补偿结果反馈耦合到基准核心电路输出的基准电压中，实现宽温度工作条件下低温度系数和高电源抑制比的全MOS电压基准源；启动电路包括3个MOS管：MS0、MS1和MS2；MS0的源极连接VDD，MS0的栅极与漏极互连并连接MS1和MS2的栅极，MS1的源极与漏极互连并连接地，MS2的漏极接地；基准核心电路包括14个MOS管：MP0、MP1、MP2、MP3、MP4、MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN18和MN19；MP0、MP1、MP2、MP3和MP4的源极和衬底均连接VDD，MP0、MP1、MP2、MP3及MP4的栅极连接在一起并与MP0的漏极和MN5的漏极以及启动电路中MOS管MS2的源极连接在一起，MP1的漏极连接MN1的漏极和MN5的栅极，MP2的漏极连接MN2的漏极和栅极并与MN1的栅极连接，MP3的漏极连接MN4的漏极和栅极并与MN3的栅极和MN6的栅极连接在一起，MP4的漏极连接MN7的漏极和栅极并与MN18的漏极连接，MN5的源极连接MN6的漏极，MN1的源极连接MN3的漏极，MN3、MN4、MN6及MN7的源极和衬底均接地，MN18的栅极连接MP2的漏极，MN18的源极连接MN19的栅极并作为基准核心电路的输出端输出基准电压VREF，MN19的源极与漏极互连并连接地；温度补偿电路采用以分三段起的奇数分段补偿，即分段数N=3、5、7…，包括温度检测电路、温度补偿逻辑开启电路和高低温温度补偿电路，温度检测电路的输出连接温度补偿逻辑开启电路，温度补偿逻辑开启电路的输出连接高低温温度补偿电路，高低温温度补偿电路的输出反馈连接至基准核心电路的输出端VREF；分三段的温度补偿电路采用温度检测电路连接一个温度补偿逻辑开启电路再连接一个高低温温度补偿电路；分五段的温度补偿电路采用温度检测电路连接两个并联的温度补偿逻辑开启电路高低温温度补偿电路，即一个温度补偿逻辑开启电路连接一个高低温温度补偿电路后再与一个温度补偿逻辑开启电路连接一个高低温温度补偿电路并联；分七段的温度补偿电路采用温度检测电路连接三个并联的温度补偿逻辑开启电路高低温温度补偿电路，即在一个温度补偿逻辑开启电路连接一个高低温温度补偿电路后再与两个温度补偿逻辑开启电路连接两个高低温温度补偿电路并联，再升高一级的分段温度补偿电路结构以此类推，各个级别分段中的各温度补偿逻辑开启电路的输入阈值电压不同；温度检测电路包括4个MOS管：MN16、MN17、MP8和MP9；MP8的源极和MP9的源极均连接VDD，MP8的栅极与MP9的栅极互连并连接启动电路中MOS管MS2的源极，MP8的漏极连接MN16的漏极和栅极并与MN17的栅极连接作为温度检测电路的输出端，MP9的漏极连接MN17的漏极和MN16的源极，MN17的源极接地；温度补偿逻辑开启电路包括4个MOS管：MP13、MP14、MN14及MN15，4个反相器：NOT1、NOT2、NOT3及NOT4，1个或非门NOR2；MP13的源极和MP14的源极均连接VDD，MP13的栅极与MP14的栅极、MN14的栅极以及MN15的栅极连接在一起作为温度逻辑开启电路的输入端与温度检测电路的输出端连接，MN14衬底和源极以及MN15衬底和源极均接地，MP14的漏极连接MN15的漏极和反相器NOT1的输入端，MP13的漏极连接MN14的漏极和反相器NOT2的输入端，反相器NOT2的输出端连接反相器NOT3的输入端，反相器NOT3的输出端连接或非门NOR2的一个输入端，或非门NOR2的另一个输入端连接反相器NOT1的输出端，或非门NOR2的输出端连接反相器NOT4的输入端，反相器NOT4的输出端即为温度逻辑开启电路的输出端；高低温温度补偿电路包括6个MOS管：MN8、MN9、MN10、MP5、MP6和MN10；MP5的栅极与MP6的栅极互连并连接启动电路中MOS管MS2的源极，MP5的源极和衬底及MP6的源极衬底均连接VDD，MP5的漏极连接MP10的源极，MP10的漏极与MN9的栅极和漏极以及MN8的栅极连接在一起，MP10的栅极连接MP6的漏极和MN10的漏极，MN8、MN9和MN10的源极和衬底均接地，MN10的栅极连接温度逻辑开启电路的输出端，MN8的漏极作为分段高低温温度补偿电路的输出端反馈连接至基准核心电路的输出端VREF。