[发明专利]一种无电阻式基准源

说明书

一种无电阻式基准源，属于电源管理技术领域。包括启动电路，在电源建立时使所述基准源脱离零状态，在启动完成后退出；基准电压产生电路，选择阈值电压负温系数较大的PMOS管和负温系数较小的NMOS管，由PMOS管和NMOS管阈值电压之差得到基准电压中的负温电压，正温电压由热电压、亚阈值斜率因子以及相关MOS管宽长比决定，由此可得到温度特性较好的基准电压VREF；偏置电流产生电路，利用工作在亚域区的NMOS管产生具有正温特性的偏置电流，且随着温度升高，其正温特性会增强。本发明在传统亚阈值基准的基础上减少了基准电路支路来降低基准电路的功耗以及提升基准电压的电源抑制比。

技术领域

本发明属于电源管理技术领域，具体涉及一种无电阻式基准源电路的设计，具有低压、低功耗、高电源抑制比PSRR的特性。

背景技术

基准源作为电子系统的核心模块，是模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、线性稳压器、开关稳压器、温度传感器、充电电池保护芯片和通信电路等众多电路中不可缺少的部分，为电路提供精确、稳定的参考信号源。随着电子系统，尤其是电池供电或者自供电系统，譬如环境传感器网络、能量收集系统、生物电子系统等，对低压低功耗要求的日益迫切，降低基准源功耗且保持基准源的稳定性受到了越来越多的关注。

由于传统带隙结构所得到的基准输出电压为1.2V左右，要求基准源的最低供电电压至少在1.5V左右，并且该电压值并不会随着工艺的改进而发生较多的降低，限制了基准源的应用范围；另外电阻的使用会增加芯片的面积，会增加芯片的设计成本。

发明内容

针对现有技术中基准源普遍存在的功耗高、电源抑制比低等问题，本发明提出一种无电阻式基准源，基于亚阈值MOSFET产生的超低功耗亚阈值基准源具有纳瓦量级功耗以及宽频范围高电源抑制比PSRR特性。

本发明的技术方案是：

一种无电阻式基准源，其特征在于，包括：

启动电路，在电源建立时使所述基准源脱离零状态，在启动完成后退出；

基准电压产生电路，利用不同负温系数的阈值电压产生基准电压VREF；

偏置电流产生电路，受所述启动电路使能产生具有正温特性的电流并作为所述基准电压产生电路的偏置电流；

所述偏置电流产生电路包括第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2，

第一NMOS管MN1的栅极连接第二NMOS管MN2的栅极、第一NMOS管MN1和第一PMOS管MP1的漏极并作为所述偏置电流产生电路的控制端连接所述启动电路的输出端；第二PMOS管MP2的栅极连接第一PMOS管MP1的栅极、第二PMOS管MP2和第二NMOS管MN2的漏极并作为所述偏置电流产生电路的输出端输出所述偏置电流；第三NMOS管MN3的栅漏短接并连接第二NMOS管MN2的源极；第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2的源极接电源电压VCC，第一NMOS管MN1和第三NMOS管MN3的源极接地GND；

所述基准电压产生电路包括第三PMOS管MP3和第四PMOS管MP4，

第三PMOS管MP3的栅极连接所述偏置电流，其漏极连接第四PMOS管MP4的源极并作为所述基准电压产生电路的输出端输出所述基准电压VREF，第三PMOS管MP3的源极接电源电压VCC，第四PMOS管MP4的漏极和栅极接地GND；

所有器件工作在亚阈值区。

具体的，所述启动电路包括第四NMOS管MN4、第五PMOS管MP5和第六PMOS管MP6，