[發(fā)明專利]用于MCU的低功耗bandgap電路及其實(shí)現(xiàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011193431.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN112286337A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭軒;宋振宇;黃楊程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州鴻博微電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F1/3234
• 分類號(hào): G06F1/3234
• 代理公司: 北京澤方譽(yù)航專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11884
• 代理人: 陳照輝

本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種用于MCU的低功耗bandgap電路及其實(shí)現(xiàn)方法；包括：溫度系數(shù)參考電流產(chǎn)生電路、參考電壓產(chǎn)生電路和參考電流產(chǎn)生電路；溫度系數(shù)參考電流產(chǎn)生電路包括正溫度系數(shù)參考電流產(chǎn)生電路和負(fù)溫度系數(shù)參考電流產(chǎn)生電路；參考電壓產(chǎn)生電路包括第四PMOS管、第五PMOS管、第三電阻和零溫度系數(shù)參考電壓輸出端；參考電流產(chǎn)生電路包括第六PMOS管、第七PMOS管和零溫度系數(shù)參考電流輸出端；本申請(qǐng)實(shí)施例通過輸入正溫度系數(shù)參考電流和負(fù)溫度系數(shù)參考電流，得到參考電流，得到對(duì)應(yīng)的參考電壓，實(shí)現(xiàn)為MCU提供低功耗模式下的參考電壓和參考電流；通過結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的bandgap電路，實(shí)現(xiàn)低功耗，減少電池的消耗量，同時(shí)提供高性能的輸出電壓和電流，實(shí)現(xiàn)最佳的性能功耗比。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)實(shí)施例涉及bandgap電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于MCU的低功耗bandgap電路及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

MCU即微控制單元，又稱單片微型計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)，是把中央處理器的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存、計(jì)數(shù)器、USB、UART、PLC、DMA、GPIO等周邊接口，還有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，比較器，運(yùn)算放大器等探測(cè)電路，甚至LCD驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制。

近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的大發(fā)展，消費(fèi)電子與計(jì)算機(jī)的差異越來越小，消費(fèi)電子的功能需求越來越高而設(shè)計(jì)也越來越復(fù)雜。所以很多消費(fèi)電子產(chǎn)品都選用MCU作為其產(chǎn)品控制的核心。隨著手持設(shè)備越來越成為消費(fèi)電子的主流，對(duì)MCU的低功耗低成本的要求也成為了現(xiàn)在發(fā)展的主流趨勢(shì)。比如MCU在藍(lán)牙設(shè)備的應(yīng)用中，一般要求MCU每隔幾百毫秒才喚醒一次進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所以MCU絕大部分時(shí)間都處于休眠狀態(tài)即低功耗模式，這就要求MCU在休眠的時(shí)候功耗足夠低才能滿足電池長時(shí)間工作的要求。

通常MCU的電源管理電路如圖1所示，在MCU正常工作時(shí)，電源通過一個(gè)高功耗高性能的LDO給MCU里面不同的模塊供電。當(dāng)MCU在低功耗模式時(shí)，高性能的LDO就會(huì)和其他不需要的功能一起被關(guān)閉，MCU由電壓較低的電源供電。但只減小LDO的功耗是不夠的，bandgap電路同樣存在較多的功耗。目前MCU中采用的bandgap電路的電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，功耗大，造成過多的電池能耗，尤其是在低功耗模式下。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種用于MCU的低功耗bandgap電路及其實(shí)現(xiàn)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中MCU中的bandgap電路的電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，功耗大，在低功耗模式下造成過多的電池能耗的問題。

在第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種用于MCU的低功耗bandgap電路，包括：溫度系數(shù)參考電流產(chǎn)生電路、參考電壓產(chǎn)生電路和參考電流產(chǎn)生電路；

所述溫度系數(shù)參考電流產(chǎn)生電路包括正溫度系數(shù)參考電流輸出端和負(fù)溫度系數(shù)參考電流輸出端；所述參考電壓產(chǎn)生電路包括第四PMOS管、第五PMOS管、第三電阻和零溫度系數(shù)參考電壓輸出端；所述參考電流產(chǎn)生電路包括第六PMOS管、第七PMOS管和零溫度系數(shù)參考電流輸出端；

其中，所述第四PMOS管的源極連接電源端，柵極連接所述負(fù)溫度系數(shù)參考電流輸出端，漏極連接所述第三電阻的第一端和所述第五PMOS管的漏極；所述第五PMOS管的源極連接電源端，柵極連接所述正溫度系數(shù)參考電流輸出端；所述第三電阻的第二端連接接地端；所述零溫度系數(shù)參考電壓輸出端連接所述第三電阻的第一端，所述零溫度系數(shù)參考電壓輸出端輸出零溫度系數(shù)參考電壓。

所述第六PMOS管的源極連接電源端，柵極連接所述負(fù)溫度系數(shù)參考電流輸出端，漏極連接所述零溫度系數(shù)參考電流輸出端；所述第七PMOS管的源極連接電源端，柵極連接正溫度系數(shù)參考電流輸出端，漏極連接所述零溫度系數(shù)參考電流輸出端；所述零溫度系數(shù)參考電流輸出端輸出零溫度系數(shù)參考電流。

進(jìn)一步的，所述溫度系數(shù)參考電流產(chǎn)生電路包括啟動(dòng)電路、正溫度系數(shù)參考電流產(chǎn)生電路和負(fù)溫度系數(shù)參考電流產(chǎn)生電路；所述啟動(dòng)電路包括：第四NMOS管、第八PMOS管和第九PMOS管；