[发明专利]一种基准电压的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路设计领域，特别是涉及一种基准电压电路。

背景技术

基准电压电路通常是指在电路中用做电压基准的精确、稳定的电压源；随着集成电路规模的不断增大，尤其是系统集成技术的发展，基准电压电路成为大规模、超大规模集成电路和几乎所有数字模拟系统中不可缺少的基本电路模块。

参见图1，现有的基准电压电路通常由启动电路、正温度系数基准电路及偏置电压电路组成；其中，正温度系数基准电路是产生基准电流的电路，启动电路是在电源上电时提供一路较小的偏置电流，让偏置电压电路能够正常的工作起来；当电源上电时，由于电容C1两端的电压不能突变，因此MN2晶体管导通，就会产生一路小电流流过MP2晶体管和MN2晶体管，然后MP1晶体管镜像MP2晶体管的电流，这样正温度系数基准电路就开始正常工作了，此时MN1晶体管的栅极电压较高，MN1晶体管导通，就将MN2晶体管的栅极电压拉到低电平，启动电路就顺利关闭，从而启动电路完成了整个启动过程。该正温度系数电路用于产生基准电流，其通过两路互相镜像，产生比较稳定的电流，使MN3晶体管和MN4晶体管都工作在亚阈值区，其电流大小由MN3晶体管，MN4晶体管和电阻R1共同决定，要求流过MN3晶体管的电流等于流过MN4晶体管的电流，而MN3晶体管的栅源电压就等于MN4晶体管的栅源电压加电阻R上的压降；最后得到的基准电流如下公式：

其中，W/L是MN3晶体管的尺寸，MN4晶体管的尺寸是MN3晶体管的K倍；根据上述公式可知，得到的基准电流是个比较稳定的值，其值取决于MOS晶体管的参数以及电阻值，几乎和VDD电压没有关系，但是MOS晶体管的参数会随着温度的变化而变化，导致最后得到的基准电压值也跟随变化。

偏置电压电路中的MP3晶体管镜像MP2晶体管中流过的电流，也就在MP3晶体管中产生了一路基准电流，最后通过电阻R2得到基准电V_REF。

为了获得稳定的电源电压，就必须先提供稳定的基准电压，由上述可知，现有技术中的基准电压电路所得到的基准电压值会随着温度变化而变化，从而导致无法提供精准而稳定的电源电压，进而导致基准电压电路的整体性能下降。另外，现有技术中的基准电压电路需要提供启动电路及电压偏置电路，这样就增加了基准电压电路设计的复杂度，且存在着功耗增大的风险。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基准电压电路，能够提供稳定且精准的基准电压，且电路结构简单、功耗极低。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种基准电压电路，该电路包括：绝对温度成正比(Proportional To Absolute Temperature，PTAT)电压产生电路、绝对温度成反比(Complemental To Absolute Temperature，CTAT电压产生电路、电压叠加输出电路；其中，所述PTAT电压产生电路，包括第一晶体管组及第二晶体管，用于通过所述第一晶体管组与所述第二晶体管之间具有的正反偏二极管特性使所述第二晶体管工作在亚阈值区以产生第一栅源电压，并将所述第一栅源电压作为PTAT电压输出到所述电压叠加输出电路；

所述CTAT电压产生电路，包括第三晶体管、第四晶体管及第一电阻，用于通过第一电阻使所述第三晶体管及第四晶体管工作在亚阈值区，以及通过所述第四晶体管产生第二栅源电压，并将所述第二栅源电压作为CTAT电压输出到所述电压叠加输出电路；

所述电压叠加输出电路，用于将所述PTAT电压产生电路输出的PTAT电压与所述CTAT电压产生电路输出的CTAT电压进行叠加，得到基准电压并输出。

优选地，所述第一晶体管组包括K个N型金属氧化物半导体NMOS晶体管、所述第二晶体管为第二NMOS晶体管；或者，所述第一晶体管组包括K个NPN晶体管、所述第二晶体管为第二NPN晶体管；或者，所述第一晶体管组包括K个二极管，所述第二晶体管为第二二极管；其中，所述第一晶体管组中K个NMOS晶体管的总宽长比是第二NMOS晶体管宽长比的K倍；其中，K为正整数；

所述第三晶体管为第三P型金属氧化物半导体PMOS晶体管，所述第四晶体管为第四PMOS晶体管。