[發明專利]一種低電壓納瓦量級全CMOS電流模式基準電壓源

有效

• 申請號: 201611234699.3
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106527559B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 段吉海;孔令寶;朱智勇;徐衛林;韋保林
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，具體涉及一種低電壓納瓦量級全CMOS電流模式基準電壓源。

背景技術

基準電壓源是模擬集成電路和混合集成電路中不可或缺的一個模塊，并廣泛的應用在模數轉換器(ADC)、數模轉換器(DAC)、DC-DC轉換器以及功率放大器等電路系統中，用以產生不受電源電壓和溫度變化影響的直流電壓。傳統基準電壓源由于需要大的電流而造成功耗較大，并且在設計過程中需要使用電阻、二極管或者BJT晶體管來產生PTAT電壓，所以該器件需要大的芯片面積。為了能使節能應用器件的其余電路兼容，基準電壓源就要使用標準CMOS工藝，而避免使用MOS管以外的器件。然而，CMOS基準電壓源電路由于使用飽和區的CMOS和電阻，使得功耗過大，芯片面積大。近來所提出的無電阻基于亞閾值區的基準電壓源，雖然功耗很低，但是其溫漂、電源電壓調整率和電源抑制比參數較差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有基準電壓源存在功耗大、版圖面積大、器件與標準CMOS工藝不匹配、溫度系數高和電源電壓抑制比低等問題，提供一種低電壓納瓦量級全CMOS電流模式基準電壓源。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種低電壓納瓦量級全CMOS電流模式基準電壓源，其特征是，包括啟動電路、I_PTATa基準電流源電路、I_PTATb基準電流源電路和溫度補償電路；啟動電路連接到I_PTATa基準電流源電路和I_PTATb基準電流源電路，并在基準電壓源開啟時提供電流，使得基準電壓源擺脫簡并偏置點，進入正常工作狀態；I_PTATa基準電流源電路產生一個偏置電流I_Pa，為溫度補償電路提供電流偏置；I_PTATb基準電流源電路產生一個偏置電流I_Pb，為溫度補償電路提供電流偏置；溫度補償電路將I_PTATa基準電流源電路和I_PTATb基準電流源電路所產生的與溫度成正比的偏置電流I_Pa和I_Pb分別以k₁和k₂的倍數作差，得到一個與溫度無關的基準電流I_REF，并驅動溫度補償電路中MOS管得到一個不受電源電壓和溫度變化影響的輸出電壓。

上述方案中，啟動電路由MOS管M1-M5和電容C1組成；MOS管M1和MOS管M2的源極接電源VDD；MOS管M1-M5的柵極，MOS管M2的漏極，以及電容C1的上極板相連；MOS管M1和MOS管M5的漏極相連，并連接到MOS管M3和MOS管M4的源極；MOS管M3的漏極形成啟動電路的啟動輸出端set_Ipa，并接至I_PTATa基準電流源電路；MOS管M4的漏極形成啟動電路的啟動輸出端set_Ipb，并接至I_PTATb基準電流源電路；MOS管M5的源極和電容C1的下極板連接到地GND。