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一种保护电路的基准信号产生电路制造技术

技术编号:14934852 阅读:148 留言:0更新日期:2017-03-31 16:50
本发明专利技术公布了一种保护电路的基准信号产生电路,包括启动电路、PTAT产生电路、CTAT产生电路、第一基准产生电路、第二基准产生电路、以及三个关断控制电路。本发明专利技术只包含NMOS管,PMOS管和电阻,没有三极管,电路结构和制备工艺都相对简单;第一基准产生电路和第二基准产生电路输出的基准用于分别保护芯片比较器关于过充电,过放电,过电流的保护基准,其温度系数低、功耗低;适用于CMOS工艺实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池保护芯片CMOS基准源,具体是指一种保护电路的基准信号产生电路
技术介绍
在模拟,数模混合,数字电路中都经常会用到基准源电路。基准源电路的稳定性直接关系到整个电路的性能。低功耗、高精度、小型化是当今电池管理芯片的发展趋势,更是满足应用的必然要求,研究电池管理芯片的低功耗有重要的实用价值。传统的基准设计采用基于双极性晶体管带隙基准暴露出两个缺点:占用芯片面积很大,不利于降低成本;双极性晶体管的模型参数很难精确提取。另外传统的模拟电路中,MOS管工作在强反型区也意味着需要更多的功耗,在低功耗设计中可以将工作区域进行拓展,以求得功耗和面积之间的平衡。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种保护电路的基准信号产生电路,用于保护芯片比较器关于过充电,过放电,过电流的保护基准,实现低温度系数、低功耗。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:本专利技术一种保护电路的基准信号产生电路,包括依次连接在VDD电源和VSS接地之间的启动电路、PTAT产生电路、CTAT产生电路、第一基准产生电路、第二基准产生电路,所述的PTAT产生电路还分别与第一基准产生电路、第二基准产生电路连接,所述的CTAT产生电路还与第二基准产生电路连接,还包括分别与启动电路、PTAT产生电路连接的第一关断控制电路,分别与CTAT产生电路、第一基准产生电路、第二基准产生电路连接的第二关断控制电路,在所述第二基准产生电路上连接有第三关断控制电路。所述的启动电路包括三个MOS管,即MP1、MP2、MN1,其中MP1的源极连接到VDD电源,MP1栅极和漏极连接后再连接到MP2的栅极,MP2的栅极连接到MN1的栅极,MN1的源极和漏极都连接到VSS接地,MP2的源极和漏极均与PTAT产生电路连接,同时,MP2的源极与第一关断控制电路连接。所述PTAT产生电路包括6个MOS管和1个电阻,即:MP3、MP4、MP5、MP6、MN2、MN3、以及电阻R1,其中MP3、MP4源极相连作为电源输入端,共同连接到VDD电源,MP5源极连接MP3漏极,MP6源极连接MP4漏极,MP3、MP4、MP5、MP6的栅极相连后与第一关断控制电路连接,MN2管栅极和漏极相连后与MP5的漏极连接,MN3的漏极同时与MP6的漏极、栅极相连,MN2、MN3的栅极相连,MN3的源极和电阻R1连接后,与MN2的源极共连接到VSS接地,MP6的栅极和漏极相连后作为PTAT产生电路的输出端口分别与CTAT产生电路、第一基准产生电路、第二基准产生电路连接。所述CTAT产生电路包括6个MOS管和1个电阻,即MP7、MP8、MP9、MP10、MN4、MN5、以及电阻R2,其中MP7、MP9的源极相连作为电源输入端,共同连接到VDD电源,MP8源极与MP7漏极相连,MP10源极与MP9漏极相连,MP7、MP8的栅极相连后作为CTAT产生电路的输入口与PTAT产生电路的输出端口连接,MP9的栅极、MP10的栅极、MP10的漏极相连后作为CTAT产生电路的输出端口,该输出端口与第二关断控制电路的输出连接后分别与第一基准产生电路、第二基准产生电路连接,MP8的漏极分别与MN5的管栅极、MN4的漏极连接,MP10的漏极连接到MN5的漏极,MN5的源极与MN4的栅极连接后通过电阻R2连接到VSS接地,MN4的源极连接到VSS接地。所述第一基准产生电路包括4个MOS管和一个电阻,即:MP11、MP12、MP13、MP14、以及电阻R3,其中MP11、MP13源极相连作为电源输入端,共同连接到VDD电源,MP12源极与MP11漏极连接,且MP11、MP12的栅极相连后与CTAT产生电路的输出端口连接,MP14源极与MP13漏极连接,且MP13、MP14的栅极相连后与PTAT产生电路的输出端口连接,MP12、MP14的漏极相连后作为第一基准产生电路的输出VREF1,同时通过电阻R3与VSS接地。所述第二基准产生电路包括8个MOS管和一个电阻,即:MP15、MP16、MP17、MP18、MN6、MN7、MN8、MN9、以及电阻R4,其中MP15、MP17源极相连作为电源输入端,共同连接到VDD电源,MP16源极连接MP15漏极,MP15、MP16的栅极相连后与PTAT产生电路的输出端口连接,MP18源极连接MP17漏极,MP17、MP18的栅极相连后与CTAT产生电路的输出端口连接,MP16、MP18的漏极相连后分别与MN6的漏极、MN6的栅极、MN7的栅极连接,MN9的漏极与MN7的源极连接,MN6的源极分别与MN8的漏极、MN8的栅极、MN9的栅极连接,并且同时与第三关断控制电路连接,MN8的源极与MN9的源极同时与VSS接地,MN7的漏极作为第二基准产生电路的输出VREF2,同时通过电阻R4与VDD电源连接。所述的第一关断控制电路包括一个MOS管,即:MP19,MP19的源极与VDD电源连接,MP19的栅极与PD信号连接,MN19的漏极作为第一关断控制电路的输出端口分别与启动电路、PTAT产生电路连接。所述的第二关断控制电路包括一个MOS管,即:MP20,MP20的源极与VDD电源连接,MP20的栅极与PD信号连接,MP20的漏极作为第二关断控制电路的输出端口分别与CTAT产生电路、第一基准产生电路、第二基准产生电路连接。所述的第三关断控制电路包括一个MOS管,即:MN10,MN10的源极与VSS接地,MN10的栅极与PDN信号连接,MN10的漏极作为第三关断控制电路的输出端口与第二基准产生电路连接。启动电路的输出连接到PTAT产生电路和CTAT产生电路的输入端,在电源上电的时候能让PTAT产生电路和CTAT产生电路顺利的工作,PTAT产生电路和CTAT产生电路的输出端连接到第一基准产生电路和第二基准产生电路的输入端,第一基准产生电路和第二基准产生电路利用PTAT产生电路和CTAT产生电路输入的电流产生基准电压输出,第一关断控制电路的输出端与PTAT产生电路和CTAT产生电路连接,第二关断控制电路的输出端分别与CTAT产生电路、第一基准产生电路、第二基准产生电路连接,第三关断控制电路的输出端与第二基准产生电路连接,通过第一关断控制电路、第二关断控制电路、第三关断控制电路上连接的外加信号PD和PDN控制整个电路的开通和关断,第一基准产生电路、第二基准产生电路的两个输出端分别输出两节锂电池保护芯片需要的两个基准VREF1和VREF2,且满足VREF1+VREF2=VDD。工作原理如下:MP1、MP2、MN1组成启动电路,在电源上电的瞬间,MP1给MN1充电,将MP2栅极拉低,通过MP2给偏置结构即PTAT产生电路2灌电流,使偏置电路脱离简并点。与带隙基准类似,工作在亚阈值区的COMS电压基准源也是基于与温度成正比(PTAT)和反比(CTAT)电压或电流相补偿的原理。与带隙基准不同,PTAT和CTAT来源于偏置在亚阈值区MOS管的VGS和△VGS。工作在亚阈值区的MOS管IDS-VGS特性由以下公式描述:(1)在上式中,W和L分别为M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护电路的基准信号产生电路,其特征在于:包括依次连接在VDD电源和VSS接地之间的启动电路(1)、PTAT产生电路(2)、CTAT产生电路(3)、第一基准产生电路(4)、第二基准产生电路(5),所述的PTAT产生电路(2)还分别与第一基准产生电路(4)、第二基准产生电路(5)连接,所述的CTAT产生电路(3)还与第二基准产生电路(5)连接,还包括分别与启动电路(1)、PTAT产生电路(2)连接的第一关断控制电路(7),分别与CTAT产生电路(3)、第一基准产生电路(4)、第二基准产生电路(5)连接的第二关断控制电路(8),在所述第二基准产生电路(5)上连接有第三关断控制电路(6);所述的启动电路(1)包括三个MOS管,即:MP1、MP2、MN1,其中MP1的源极连接到VDD电源,MP1栅极和漏极连接后再连接到MP2的栅极,MP2的栅极连接到MN1的栅极,MN1的源极和漏极都连接到VSS接地,MP2的源极和漏极均与PTAT产生电路(2)连接,同时,MP2的源极与第一关断控制电路(7)连接;所述PTAT产生电路(2)包括6个MOS管和1个电阻,即:MP3、MP4、MP5、MP6、MN2、MN3、以及电阻R1,其中MP3、MP4源极相连作为电源输入端,共同连接到VDD电源,MP5源极连接MP3漏极,MP6源极连接MP4漏极,MP3、MP4、MP5、MP6的栅极相连后与第一关断控制电路(7)连接,MN2管栅极和漏极相连后与MP5的漏极连接,MN3的漏极同时与MP6的漏极、栅极相连,MN2、MN3的栅极相连,MN3的源极和电阻R1连接后,与MN2的源极共连接到VSS接地,MP6的栅极和漏极相连后作为PTAT产生电路(2)的输出端口分别与CTAT产生电路(3)、第一基准产生电路(4)、第二基准产生电路(5)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种保护电路的基准信号产生电路,其特征在于:包括依次连接在VDD电源和VSS接地之间的启动电路(1)、PTAT产生电路(2)、CTAT产生电路(3)、第一基准产生电路(4)、第二基准产生电路(5),所述的PTAT产生电路(2)还分别与第一基准产生电路(4)、第二基准产生电路(5)连接,所述的CTAT产生电路(3)还与第二基准产生电路(5)连接,还包括分别与启动电路(1)、PTAT产生电路(2)连接的第一关断控制电路(7),分别与CTAT产生电路(3)、第一基准产生电路(4)、第二基准产生电路(5)连接的第二关断控制电路(8),在所述第二基准产生电路(5)上连接有第三关断控制电路(6);所述的启动电路(1)包括三个MOS管,即:MP1、MP2、MN1,其中MP1的源极连接到VDD电源,MP1栅极和漏极连接后再连接到MP2的栅极,MP2的栅极连接到MN1的栅极,MN1的源极和漏极都连接到VSS接地,MP2的源极和漏极均与PTAT产生电路(2)连接,同时,MP2的源极与第一关断控制电路(7)连接;所述PTAT产生电路(2)包括6个MOS管和1个电阻,即:MP3、MP4、MP5、MP6、MN2、MN3、以及电阻R1,其中MP3、MP4源极相连作为电源输入端,共同连接到VDD电源,MP5源极连接MP3漏极,MP6源极连接MP4漏极,MP3、MP4、MP5、MP6的栅极相连后与第一关断控制电路(7)连接,MN2管栅极和漏极相连后与MP5的漏极连接,MN3的漏极同时与MP6的漏极、栅极相连,MN2、MN3的栅极相连,MN3的源极和电阻R1连接后,与MN2的源极共连接到VSS接地,MP6的栅极和漏极相连后作为PTAT产生电路(2)的输出端口分别与CTAT产生电路(3)、第一基准产生电路(4)、第二基准产生电路(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种保护电路的基准信号产生电路,其特征在于:所述CTAT产生电路(3)包括6个MOS管和1个电阻,即MP7、MP8、MP9、MP10、MN4、MN5、以及电阻R2,其中MP7、MP9的源极相连作为电源输入端,共同连接到VDD电源,MP8源极与MP7漏极相连,MP10源极与MP9漏极相连,MP7、MP8的栅极相连后作为CTAT产生电路(3)的输入口与PTAT产生电路(2)的输出端口连接,MP9的栅极、MP10的栅极、MP10的漏极相连后作为CTAT产生电路(3)的输出端口,该输出端口与第二关断控制电路(8)的输出连接后分别与第一基准产生电路(4)、第二基准产生电路(5)连接,MP8的漏极分别与MN5的管栅极、MN4的漏极连接,MP10的漏极连接到MN5的漏极,MN5的源极...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱丹
申请(专利权)人:朱丹
类型:发明
国别省市:四川;51

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