[發明專利]一種適用于納米級CMOS工藝的低功耗基準電壓源

有效

• 申請號: 202110449316.9
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113110679B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 代晶
• 申請（專利權）人: 廣東寶元通檢測股份有限公司
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 安徽盟友知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34213
• 代理人: 周榮

本發明提供了一種適用于納米級CMOS工藝的低功耗基準電壓源，其包括補償電流產生電路和基準電壓產生電路；通過電路結構設置，電路中的MOS管均工作于弱反型區，降低了電路對工作電壓的需求，實現了電路工作的低功耗。本發明通過一階電流及二階電流補償技術，使電路中工作于弱反型區的MOS管的柵源極電壓基本不受溫度變化及工藝偏差的影響，并將其作為基準電壓輸出，有效減低了電路輸出基準電壓的溫度系數。

技術領域

本發明涉及基準電壓源電路系統的設計，尤其涉及的是，一種適用于納米級CMOS工藝的低功耗基準電壓源的設計。

背景技術

隨著納米級CMOS制造工藝在集成電路生產中的應用，集成電路的集成規模不斷增加，體積不斷減小，但也帶來了電路性能方面的諸多問題。當基準電壓源電路在納米級CMOS制造工藝下設計并生產時，電路中的MOS管通常具有較大的導電溝道長度，且MOS管的漏電流增大，輸出阻抗降低。這使得基準電壓源電路需要較高的工作電壓，并更容易受到工藝偏差的影響，進而使電路的溫度系數增大。為了能在納米級CMOS制造工藝條件下，設計出低功耗及低溫度系數的基準電壓源電路，本發明提出了一種適用于納米級CMOS工藝的低功耗基準電壓源電路。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種適用于納米級CMOS工藝的低功耗基準電壓源。

本發明的技術方案如下：

一種適用于納米級CMOS工藝的低功耗基準電壓源包括補償電流產生電路和基準電壓產生電路。補償電流產生電路主要用于產生二階補償電流并輸出到基準電壓產生電路中。基準電壓產生電路在一階補償電流及二階補償電流的作用下，使工作于弱反型區的MOS管的柵源極電壓基本不受溫度變化及工藝偏差的影響，并將此電壓作為基準電壓輸出。補償電流產生電路與基準電壓產生電路中的MOS管均工作于弱反型區，可在低工作電壓下正常運行，從而降低了基準電壓源電路的功耗。基準電壓產生電路通過一階及二階電流補償技術，使輸出的基準電壓基本不受溫度變化及工藝偏差的影響，進而使基準電壓源電路具有較低的溫度系數。

一種適用于納米級CMOS工藝的低功耗基準電壓源中，補償電流產生電路包括MOS管M1至M13，電阻R1，電阻R2，電容C1，電容C2。其中MOS管M1至M7、電阻R1、電阻R2連接構成的電路用于產生二階補償電流。其電路連接結構使MOS管M1至M7均被偏置工作于弱反型區，且MOS管M6的柵源極電壓與M7的柵源極電壓的差值作用于電阻R2，以產生補償電流I1。MOS管M8至M13、電容C1、電容C2連接構成的電路主要用于提供反饋環路，提高電流I1的電源抑制比，并將電流I1按MOS管M2與M10的比例關系輸入到基準電壓產生電路中。