一种适用于带隙基准源的无过冲软启动电路制造技术

一种适用于带隙基准源的无过冲软启动电路，属于集成电路技术领域。本发明专利技术提出的软启动电路的启动过程分为两个阶段：自启动阶段和稳定阶段，自启动阶段中软启动电路的输出电流随着电源电压的增加逐渐增大；稳定阶段中软启动电路的输出电流根据反馈回路进行调整，使得软启动电路的输出电流逐渐增大，不会发生瞬变，最终达到设定的电流值，实现了平稳无过冲的软启动切换。本发明专利技术产生的输出电流实现了平稳无过冲的电流切换，有效规避了输出电流过冲的问题，实现了无过冲的软启动的目的；另外由于采用共源共栅电流镜结构减小了对电源电压的依赖，提升了软启动电路的共源抑制比；能够使得基准电压迅速建立，保证了带隙基准源电路的稳定性。

A non overshoot soft start circuit for bandgap reference

A non overshoot soft start circuit suitable for bandgap reference sources belongs to the integrated circuit technology field. The start-up process of the soft-start circuit proposed by the invention is divided into two stages: the self-start stage and the stable stage, in which the output current of the soft-start circuit increases gradually with the increase of the power supply voltage, and in the stable stage, the output current of the soft-start circuit is adjusted according to the feedback loop so as to make the transmission of the soft-start circuit. With the gradual increase of the output current, no transient will occur, and finally the set current value will be reached, thus realizing the smooth soft-start switching without overshoot. The output current produced by the invention realizes the steady current switching without overshoot, effectively avoids the overshoot problem of the output current, and realizes the soft start without overshoot; moreover, the common source rejection ratio of the soft start circuit can be improved by adopting the structure of the common source cascode current mirror, which reduces the dependence on the power supply voltage; The rapid establishment of the reference voltage ensures the stability of the bandgap reference circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于带隙基准源的无过冲软启动电路
本专利技术属于集成电路
，具体涉及一种无过冲软启动电路，可以适用于带隙基准源。
技术介绍
电压基准源是各种DC-DC变换器中不可或缺的核心模块，为其他电路模块提供具有零温度系数的基准电压，其性能优劣直接影响整个电源系统的稳定性，在设计基准源电路时，为了避免基准电路上电后处于零电流的状态，减小由失调电压和失调电流带来的不良影响，可以增加一个启动电路模块，以保证基准电路在出现扰动后仍能安全稳定的工作。常规的启动电路是通过提供启动电压从而使受控电路脱离零电流的状态，但是这样的启动电流是不受控制的，且在启动阶段会使启动电流出现过冲的现象，使得受控电路在启动初期很不稳定。同样，常规的利用大电阻或大电容的启动方式也存在上述问题。
技术实现思路
针对上述传统启动电路存在的启动电流不受控导致受控电路不稳定的问题，本专利技术提出一种适用于带隙基准源的无过冲软启动电路，能够使启动电流保持相对稳定。本专利技术的技术方案是：一种适用于带隙基准源的无过冲软启动电路，包括第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻RS和第三电阻RC，第一三极管Q1的基极连接第二PMOS管MP2的漏极并通过第一电阻R1后连接第一三极管Q1的集电极和第二三极管Q2的基极，其发射极连接第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5和第六三极管Q6的发射极并接地GND；第三三极管Q3的基极连接第二三极管Q2的集电极、第四PMOS管MP4的漏极和第三电阻RC的一端，其集电极连接第一电容C1的一端、第五三极管Q5和第六三极管Q6的基极以及第四三极管Q4的基极和集电极并通过第二电阻RS后连接电源电压VCC；第三电阻RC的另一端连接第一电容C1的另一端；第八PMOS管MP8的栅极连接第七PMOS管MP7的漏极、第六三极管Q6的集电极以及第一PMOS管MP1、第三PMOS管MP3和第六PMOS管MP6的栅极并通过第二电容C2后连接电源电压VCC，其漏极连接第九PMOS管MP9的源极，其源极连接第一PMOS管MP1、第三PMOS管MP3、第五PMOS管MP5和第六PMOS管MP6的源极并连接电源电压VCC；第九PMOS管MP9的栅极连接第五三极管Q5的集电极、第五PMOS管MP5的栅极和漏极以及第二PMOS管MP2、第四PMOS管MP4和第七PMOS管MP7的栅极，其漏极作为所述无过冲软启动电路的输出端；第一PMOS管MP1的漏极连接第二PMOS管MP2的源极，第三PMOS管MP3的漏极连接第四PMOS管MP4的源极，第六PMOS管MP6的漏极连接第七PMOS管MP7的源极。本专利技术的有益效果为：本专利技术产生的输出电流实现了平稳无过冲的电流切换，有效规避了输出电流过冲的问题，实现了无过冲的软启动的目的；由于采用共源共栅电流镜结构减小了对电源电压VCC的依赖，提升了软启动电路的共源抑制比；另外在适用于带隙基准源时能够使得基准电压迅速建立，保证了带隙基准源电路的稳定性。附图说明图1为本专利技术提出的一种适用于带隙基准源的无过冲软启动电路的结构示意图。图2为本专利技术提出的一种适用于带隙基准源的无过冲软启动电路在自启动阶段时电路中的电流示意图。图3为本专利技术提出的一种适用于带隙基准源的无过冲软启动电路在稳定阶段时电路中的电流示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的阐述。如图1所示是本专利技术提出的一种适用于带隙基准源的无过冲软启动电路的结构示意图，其中第一三极管Q1和第二三极管Q2的发射极面积之比为1:N，N可以为4。本专利技术提出的软启动电路的启动过程分为两个阶段：自启动阶段和稳定阶段。下面结合附图详细说明本专利技术的工作过程。自启动阶段中，软启动电路的输出电流为IS，IS随着电源电压VCC的增加逐渐增大，如图2所示是本专利技术在自启动阶段时电路中的电流示意图，当电源电压VCC上电后，本专利技术提出的软启动电路进入自启动阶段，将会有一股电流IS流过第二电阻RS和第四三极管Q4，即:其中VBE,Q4为第四三极管Q4的基极-发射极电压，从上式可以看出，随着电源电压VCC的增加，电流IS逐渐增加，由于第四三极管Q4分别与第五三极管Q5和第六三极管Q6镜像，此时流过第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6和第七PMOS管MP7上的电流也为IS，经由第六PMOS管MP6和第七PMOS管MP7组成的共源共栅结构镜像，那么初期流过第一PMOS管MP1与第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3与第四PMOS管MP4、第八PMOS管MP8与第九PMOS管MP9上的电流IS也逐渐增加。在第一三极管Q1与第一电阻R1组成的环路中存在一个正反馈环路和一个负反馈环路，从A点经过第一电阻R1到达B点是一个正反馈，其正反馈环路增益为：AV,PF＝1从A点经过第一三极管Q1到达B点是一个负反馈，其负反馈环路增益可表示为：AV,NF＝gm,Q1·RB＞1RB＝rπ,Q2//ro,Q1//(R1+rπ,Q1//gm,MP2ro,MP2ro,MP1)＞R1其中：rπ,Q2为第二三极管Q2的小信号输入电阻，rO,Q1为第一三极管Q1的输出电阻，rπ_Q1为第一三极管Q1的小信号输入电阻，gm,MP2为第二PMOS管MP2的跨导，rO,MP2为第二PMOS管MP2的输出电阻，rO,MP1为第一PMOS管MP1的输出电阻。可知：由第一电阻R1和第一三极管Q1组成的环路中，负反馈增益大于正反馈增益，那么当A点电流随着电源电压VCC增大时，B点的电流会随之减小，那么流过D点的电流增大，使得三极管Q3导通，此时本专利技术的软启动电路进入稳定阶段。稳定阶段初期，软启动电路的输出电流根据反馈回路进行调整，使得软启动电路的输出电流逐渐增大，不会发生瞬变，最终达到设定的电流值，实现了平稳无过冲的软启动切换。当达到最终的稳定状态时，流过的第一三极管Q1与第二三极管Q2上的集电极电流大致相等，发射极电压相等，第一三极管Q1的基极-发射极电压与第二三极管Q2的基极-发射极电压之差为△VBE，整个软启动电路在稳定阶段最终输出的电流为Id，即：ΔVBE＝VBE,Q1-VBE,Q2＝VTln4其中VBE,Q1为第一三极管Q1的基极-发射极电压，VBE,Q2为第二三极管Q2的基极-发射极电压，VT为热电压。如图3所示是本专利技术在稳定阶段时电路中的电流示意图，稳定阶段由初期的电流IS平稳无过冲的过渡到最终所需的电流Id，其具体分析如下，其中第一三极管Q1的基极记为A点，第一三极管Q1集电极记为B点，第三三极管Q3的基极记为D点，第三三极管Q3的集电极记为E点，第六三极管Q6的集电极记为F点：由于第三三极管Q3开启，电路进入稳定阶段，此时电流IS的部分电流将会流向第三三极管Q3，那么流过第四三极管Q4的电流将会减小一部分，经过电流镜像，流过第一PMOS管MP1与第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3与第四PMO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于带隙基准源的无过冲软启动电路，其特征在于，包括第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)、第三PMOS管(MP3)、第四PMOS管(MP4)、第五PMOS管(MP5)、第六PMOS管(MP6)、第七PMOS管(MP7)、第八PMOS管(MP8)、第九PMOS管(MP9)、第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)、第三三极管(Q3)、第四三极管(Q4)、第五三极管(Q5)、第六三极管(Q6)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一电阻(R1)、第二电阻(RS)和第三电阻(RC)，第一三极管(Q1)的基极连接第二PMOS管(MP2)的漏极并通过第一电阻(R1)后连接第一三极管(Q1)的集电极和第二三极管(Q2)的基极，其发射极连接第二三极管(Q2)、第三三极管(Q3)、第四三极管(Q4)、第五三极管(Q5)和第六三极管(Q6)的发射极并接地(GND)；第三三极管(Q3)的基极连接第二三极管(Q2)的集电极、第四PMOS管(MP4)的漏极和第三电阻(RC)的一端，其集电极连接第一电容(C1)的一端、第五三极管(Q5)和第六三极管(Q6)的基极以及第四三极管(Q4)的基极和集电极并通过第二电阻(RS)后连接电源电压(VCC)；第三电阻(RC)的另一端连接第一电容(C1)的另一端；第八PMOS管(MP8)的栅极连接第七PMOS管(MP7)的漏极、第六三极管(Q6)的集电极以及第一PMOS管(MP1)、第三PMOS管(MP3)和第六PMOS管(MP6)的栅极并通过第二电容(C2)后连接电源电压(VCC)，其漏极连接第九PMOS管(MP9)的源极，其源极连接第一PMOS管(MP1)、第三PMOS管(MP3)、第五PMOS管(MP5)和第六PMOS管(MP6)的源极并连接电源电压(VCC)；第九PMOS管(MP9)的栅极连接第五三极管(Q5)的集电极、第五PMOS管(MP5)的栅极和漏极以及第二PMOS管(MP2)、第四PMOS管(MP4)和第七PMOS管(MP7)的栅极，其漏极作为所述无过冲软启动电路的输出端；第一PMOS管(MP1)的漏极连接第二PMOS管(MP2)的源极，第三PMOS管(MP3)的漏极连接第四PMOS管(MP4)的源极，第六PMOS管(MP6)的漏极连接第七PMOS管(MP7)的源极。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于带隙基准源的无过冲软启动电路，其特征在于，包括第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)、第三PMOS管(MP3)、第四PMOS管(MP4)、第五PMOS管(MP5)、第六PMOS管(MP6)、第七PMOS管(MP7)、第八PMOS管(MP8)、第九PMOS管(MP9)、第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)、第三三极管(Q3)、第四三极管(Q4)、第五三极管(Q5)、第六三极管(Q6)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一电阻(R1)、第二电阻(RS)和第三电阻(RC)，第一三极管(Q1)的基极连接第二PMOS管(MP2)的漏极并通过第一电阻(R1)后连接第一三极管(Q1)的集电极和第二三极管(Q2)的基极，其发射极连接第二三极管(Q2)、第三三极管(Q3)、第四三极管(Q4)、第五三极管(Q5)和第六三极管(Q6)的发射极并接地(GND)；第三三极管(Q3)的基极连接第二三极管(Q2)的集电极、第四PMOS管(MP4)的漏极和第三电阻(RC)的一端，其集电极连接第一电容(C1)的一端、第五三极管(Q5)和第六三极管(Q6)的基极...

【专利技术属性】
技术研发人员：石跃，李颂，凌味未，陈功，姚尧，周泽坤，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川,51