[發明專利]一種自帶啟動電路的帶隙基準電路結構

在審

• 申請號: 202210610222.X
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN115016581A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 廖永波;劉玉婷;魏超;劉仰猛;徐璐;路遠;黃樂天
• 申請（專利權）人: 電子科技大學長三角研究院（湖州）
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 郭美

本發明提供一種自帶啟動電路的帶隙基準電路結構，涉及電子電路技術領域，能夠采用正常接法的NPN三極管設計帶隙基準源，結構簡潔且低成本；該電路第一、第二MOS管G極連接，S極接電源；第二MOS管G極和D極連接；第一MOS管D極與第二三極管集電極連接，第二MOS管D極與第一三極管集電極連接，第一三極管和第二三極管基極連接；兩三極管發射極之間串接第一電阻，第二三極管發射極串接第二電阻后接地；第三MOS管S極與第一三極管的基極連接，D極與電源端連接，G極與第一MOS管D極連接；兩三極管的兩基極連接點作為基準電壓輸出；第一、第二MOS管為PMOS管，第三MOS管為NMOS管。

技術領域

本發明涉及電子電路技術領域，尤其涉及一種無運放電路和無偏置電路的自帶啟動電路的帶隙基準電路結構。

背景技術

帶隙基準源電路廣泛運用于集成電路中，用于提供一個與工藝、電源電壓和溫度近乎無關的基準電壓或者基準電流。它的設計思路是找出一個具有正溫度系數的電壓和一個具有負溫度系數的電壓后，將它們以某種權重疊加在一起，就可以得到一個與溫度無關的電壓。由半導體物理知識可知，雙極型晶體管BJT有兩個特性：①雙極型晶體管的發射結電壓V_BE具有負溫度系數；②在相同的集電極電流下，若兩個雙極型晶體管的反向飽和電流密度相等，但發射結面積不等時，兩個雙極型晶體管的發射結電壓差值ΔV_BE具有正溫度系數。如果將上述所提到的正溫度系數電壓ΔV_BE和負溫度系數電壓V_BE，以某種合適的權重疊加在一起，就可以實現一個零溫度系數的基準電壓。

現有技術主要有兩大結構來實現帶隙基準源電路：基于cascode電流鏡結構的帶隙基準源和基于運算放大器結構的帶隙基準源，二者均是基于二極管連接結構的PNP型三極管來進行設計的。

對于基于cascode電流鏡結構的帶隙基準源而言，其是通過級聯cascode結構來使得如圖1所示的點X和點Y處的電位相等。但是它的缺點是因為級聯了cascode結構，使得該電路的電壓余度提高，對于輸入的電源電壓而言，其輸入電壓的下限不能太低。并且也會因為使用了較多的MOS管，使得版圖面積增大，基于cascode電流鏡結構的帶隙基準源電路結構如圖1所示。

對于基于運算放大器結構的帶隙基準源而言，則其是通過運放虛短的特點控制如圖2所示的點X和點Y處的電位相等。但是它的缺點是因為使用了運算放大器，不僅使得電路結構變得更加復雜，并且帶隙基準源的輸出特性也極大程度受到了該運放性能的影響，還增加了版圖面積，基于運算放大器結構的帶隙基準源電路結構如圖2所示。

因此，有必要研究一種無運放電路和無偏置電路的自帶啟動電路的帶隙基準電路結構來補充上述不足，以解決或減輕上述一個或多個問題。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種自帶啟動電路的帶隙基準電路結構，能夠采用正常接法的NPN型三極管來設計帶隙基準電路，使得電路結構更加簡潔的同時，也降低了成本。

本發明提供一種自帶啟動電路的帶隙基準電路結構，其特征在于，所述電路結構包括第一MOS管、第二MOS管、第一三極管、第二三極管、第一電阻、第二電阻以及第三MOS管；

所述第一MOS管和所述第二MOS管的兩G極連接，兩S極均與電源端連接；所述第二MOS管的G極和D極連接；

所述第一MOS管的D極與所述第二三極管的集電極連接，所述第二MOS管的D極與所述第一三極管的集電極連接，所述第一三極管和所述第二三極管的基極連接；

所述第一三極管的發射極與所述第二三極管的發射極之間串接有所述第一電阻，所述第二三極管的發射極串接所述第二電阻后接地；

所述第三MOS管的S極與所述第一三極管的基極連接，D極與電源端連接，G極與所述第一MOS管的D極連接；所述第三MOS管用于啟動所在支路；