[發(fā)明專利]一種低功耗快速啟動(dòng)電路及電流源

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310225823.X
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103269216A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳瑩梅;羅賢亮
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687;G05F1/56
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低功耗快速啟動(dòng)電路及電流源，屬于集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)。

背景技術(shù)

低功耗的要求已深入電子、電氣工程的各個(gè)領(lǐng)域，電子系統(tǒng)正常工作后，一些啟動(dòng)電路仍然需要較大的靜態(tài)功耗，不符合低功耗的要求。啟動(dòng)電路的可靠性對于整個(gè)電子系統(tǒng)的影響至關(guān)重要，一個(gè)電子系統(tǒng)無論功能怎樣強(qiáng)大，如果系統(tǒng)中的啟動(dòng)電路可靠性不穩(wěn)定，那么電子系統(tǒng)難以正常工作，不能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

電阻、電容在集成電路工藝中相比普通MOS管，需要更大的芯片面積，相應(yīng)增加了整個(gè)芯片的成本。實(shí)現(xiàn)同樣功能，性能不變的前提下，若能避免使用電阻、電容，能夠節(jié)省芯片面積，降低芯片成本。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種低功耗快速啟動(dòng)電路及電流源，解決現(xiàn)在的啟動(dòng)電路啟動(dòng)速度較慢和在電子系統(tǒng)正常工作后仍然產(chǎn)生較大靜態(tài)功耗的問題，同時(shí)節(jié)約芯片面積、降低成本。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種低功耗快速啟動(dòng)電路，包括PMOS管M1、NMOS管M2、PMOS管M5、PMOS管M6和電流鏡單元，所述電流鏡單元包括NMOS管M3和NMOS管M4：

所述PMOS管M1的襯底、PMOS管M1的柵極和PMOS管M1的源極接直流電源VDD，所述PMOS管M1的漏極接入節(jié)點(diǎn)1；

所述NMOS管M2的襯底、NMOS管M2的柵極和NMOS管M2的源極接地GND，所述NMOS管M2的漏極接入節(jié)點(diǎn)1；

所述NMOS管M3的柵極接入節(jié)點(diǎn)3，所述NMOS管M3的源極接地GND，所述NMOS管M3的漏極作為該啟動(dòng)電路的第一輸出端；

所述MOS管M4的柵極接入節(jié)點(diǎn)3，所述NMOS管M4的源極接地GND，所述MOS管M4的漏極接入節(jié)點(diǎn)4；

所述PMOS管M5的柵極作為該啟動(dòng)電路的第二輸出端，所述PMOS管M5的源極接直流電源VDD，所述PMOS管M5的漏極接入節(jié)點(diǎn)2；

所述PMOS管M6的柵極接入節(jié)點(diǎn)2，所述PMOS管M6的源極接直流電源VDD，PMOS管M6的漏極接入節(jié)點(diǎn)4；

所述節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2相接，所述節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4相接。

使用時(shí)，被啟動(dòng)電路模塊的兩端分別接入第一輸出端和第二輸出端。

一種電流源，其包括上述低功耗快速啟動(dòng)電路和電流源單元，所述電流源單元包括PMOS管M7、PMOS管M8、NPN三極管Q9、NPN三極管Q10、電阻R1和PMOS管M11：

所述PMOS管M7的柵極接入節(jié)點(diǎn)5，所述PMOS管M7的源極接直流電源VDD，所述PMOS管M7的漏極接入節(jié)點(diǎn)7；

所述PMOS管M8的柵極接入節(jié)點(diǎn)5，所述PMOS管M8的源極接直流電源VDD，所述PMOS管M8的漏極接入節(jié)點(diǎn)8；

所述NPN三極管Q9的基極接入節(jié)點(diǎn)6，所述NPN三極管Q9的發(fā)射極接地GND，所述NPN三極管Q9的集電極接入節(jié)點(diǎn)7；

所述NPN三極管Q10的基極接入節(jié)點(diǎn)6，所述NPN三極管Q10的發(fā)射極通過電阻R1接地GND，所述NPN三極管Q10的集電極接入節(jié)點(diǎn)9；

所述PMOS管M11的柵極接入節(jié)點(diǎn)5，所述PMOS管M11的源極接直流電源VDD，所述PMOS管M11的漏極接作為該電流源的輸出端；

所述節(jié)點(diǎn)5和節(jié)點(diǎn)8相接，所述節(jié)點(diǎn)6和節(jié)點(diǎn)7相接；

所述啟動(dòng)電路的第一輸出端接入節(jié)點(diǎn)9，所述啟動(dòng)電路的第二輸出端接入節(jié)點(diǎn)5。

本案提供的低功耗快速啟動(dòng)電路及電流源，整個(gè)啟動(dòng)電路只需6個(gè)小面積的MOS管，結(jié)構(gòu)簡單，相比其他啟動(dòng)電路而言，節(jié)省了芯片面積；運(yùn)行可靠性高，能快速啟動(dòng)，只要電流源單元正常工作后，導(dǎo)通的MOS管瞬間可將VDD/2電勢點(diǎn)抬至高電位VDD，從而關(guān)斷啟動(dòng)電路，整個(gè)啟動(dòng)、關(guān)斷過程短暫，最快能達(dá)到納秒級，并且可以根據(jù)電子系統(tǒng)的需要，調(diào)整啟動(dòng)時(shí)間；在系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)后，啟動(dòng)電路僅需皮瓦級靜態(tài)功耗。

有益效果：本發(fā)明提供的低功耗快速啟動(dòng)電路及電流源，實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)電路低功耗的要求，電子系統(tǒng)穩(wěn)定后，啟動(dòng)電路只需皮瓦量級（pW）的靜態(tài)功耗；運(yùn)行可靠性高，并且根據(jù)電子系統(tǒng)的需要，調(diào)整啟動(dòng)時(shí)間；結(jié)構(gòu)簡單，特別不需要電阻、電容，相比其他啟動(dòng)電路，節(jié)省了芯片面積，降低了成本。

附圖說明

圖1為基于本發(fā)明的一種啟動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為基于本發(fā)明的一種電流源的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。