[發(fā)明專利]一種高度集成的低功耗基準(zhǔn)源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210061757.2
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN102609031A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅賢亮;吳小曄;邵彥生;白驥
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳創(chuàng)維-RGB電子有限公司
• 主分類號(hào): G05F3/26
• 分類號(hào): G05F3/26
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種高度集成的低功耗基準(zhǔn)源。

背景技術(shù)

基準(zhǔn)源是為模擬電路單元或模擬數(shù)字混合電路單元提供精確電壓或電流偏置的單元模塊。基準(zhǔn)源作為電子系統(tǒng)的偏置電路，是電子系統(tǒng)必需的功能模塊。基準(zhǔn)源主要包括數(shù)字基準(zhǔn)電壓源、模擬基準(zhǔn)電壓源、電流偏置基準(zhǔn)源和帶隙基準(zhǔn)電壓源。

現(xiàn)有基準(zhǔn)源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)至少分為兩個(gè)獨(dú)立的功能模塊：一是由芯片內(nèi)部的LDO(Low?Dropout?Regulator，低壓差線性穩(wěn)壓器)承擔(dān)數(shù)字基準(zhǔn)電壓源和模擬基準(zhǔn)電壓源的輸出；二是由帶隙電壓基準(zhǔn)源承擔(dān)基準(zhǔn)電壓和偏置電流源的生成。甚至有些芯片內(nèi)部的基準(zhǔn)源還被分為四個(gè)獨(dú)立的模塊：數(shù)字基準(zhǔn)電壓源、模擬基準(zhǔn)電壓源、電流偏置基準(zhǔn)源和帶隙基準(zhǔn)電壓源。每個(gè)獨(dú)立的功能模塊可能都需要用到運(yùn)算放大器、電流偏置電路單元、啟動(dòng)電路單元等，造成電子系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅增加制造成本，還加大了靜態(tài)功耗。而當(dāng)今便攜式電子設(shè)備的功能急劇增多，對于待機(jī)時(shí)間的要求也越來越高，所以低功耗是電子設(shè)備產(chǎn)品必須考慮的重要問題之一。

另一方面，電子系統(tǒng)正常工作后，現(xiàn)有基準(zhǔn)源的啟動(dòng)電路仍然需要靜態(tài)功耗，即便有一些進(jìn)行改進(jìn)后可自動(dòng)關(guān)閉啟動(dòng)電路，無需靜態(tài)功耗，但是結(jié)構(gòu)就相對復(fù)雜，而復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)會(huì)對電路運(yùn)行的可靠性造成一定的不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高度集成的低功耗基準(zhǔn)源，旨在解決現(xiàn)有基準(zhǔn)源存在的靜態(tài)功耗大、整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高度集成的低功耗基準(zhǔn)源，包括依次相連的：啟動(dòng)電路模塊、集成輸出模塊和帶隙電壓基準(zhǔn)源模塊；

所述啟動(dòng)電路模塊，用于啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行工作、并且在系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)后自動(dòng)關(guān)閉；

所述集成輸出模塊，集成了數(shù)字基準(zhǔn)電壓源、模擬基準(zhǔn)電壓源和電流偏置基準(zhǔn)源三個(gè)單元的功能，并且用于啟動(dòng)后續(xù)帶隙電壓基準(zhǔn)源模塊的工作；

所述帶隙電壓基準(zhǔn)源模塊，用于輸出三個(gè)以上大小可調(diào)的穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓值。

進(jìn)一步地，所述啟動(dòng)電路模塊包括：第一電流鏡、電容C1和限流電阻R12，其中，所述第一電流鏡由PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3構(gòu)成；

進(jìn)一步地，所述集成輸出模塊包括：第二電流鏡、第三電流鏡、第四電流鏡、第五電流鏡、NPN管T1、穩(wěn)壓二極管D1、穩(wěn)壓二極管D3、穩(wěn)壓二極管D4、NMOS管M13、NPN管T8、NPN管T9、NPN管T10、NPN管T11、電阻R1、電阻R2、負(fù)反饋電阻R11、電流源I1和電流源I2；其中，所述第二電流鏡由NPN管T4、NPN管T5、NPN管T6和NPN管T7構(gòu)成，所述第三電流鏡由PMOS管M4、PMOS管M5、PMOS管M6、PMOS管M7和PMOS管M8構(gòu)成，所述第四電流鏡由PMOS管M14、PMOS管M15和PMOS管M16構(gòu)成，所述第五電流鏡由NMOS管M17、NMOS管M18構(gòu)成；

更進(jìn)一步地，所述帶隙電壓基準(zhǔn)源模塊包括：第六電流鏡、第七電流鏡、NPN管T12、NPN管T13、NPN管T14、NPN管T15、PMOS管M12、米勒補(bǔ)償電容C2、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9和電阻R10；其中，所述第六電流鏡由PMOS管M9、PMOS管M10和PMOS管M11構(gòu)成，所述第七電流鏡由NMOS管M19、NMOS管M20構(gòu)成。

本發(fā)明提供的高度集成的低功耗基準(zhǔn)源，將數(shù)字基準(zhǔn)電壓源、模擬基準(zhǔn)電壓源、電流偏置基準(zhǔn)源、帶隙電壓基準(zhǔn)源巧妙地合成一個(gè)電路整體，實(shí)現(xiàn)了多功能的要求，簡化了現(xiàn)有基準(zhǔn)源中重復(fù)使用的電路單元，使整個(gè)基準(zhǔn)源電路結(jié)構(gòu)簡單，性能依舊優(yōu)良；另一方面，電子系統(tǒng)穩(wěn)定工作后，啟動(dòng)電路自動(dòng)關(guān)閉、無需靜態(tài)功耗，運(yùn)行可靠性高，實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)功耗大幅度降低的要求；最后，本發(fā)明提供的高度集成的低功耗基準(zhǔn)源，還可以依據(jù)各種需要調(diào)整數(shù)字基準(zhǔn)電壓源輸出的電壓值、模擬基準(zhǔn)電壓源輸出的電壓值、電流偏置基準(zhǔn)源輸出的電流值以及帶隙電壓基準(zhǔn)源輸出的基準(zhǔn)電壓值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的高度集成的低功耗基準(zhǔn)源的系統(tǒng)框圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的高度集成的低功耗基準(zhǔn)源的示例具體電路圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。