【技术实现步骤摘要】
本技术涉及集成电路设计领域，具体涉及一种亚阈值全CMOS基准电压源。
技术介绍
电压基准源是模拟集成电路和混合集成电路中一个不可或缺的模块，常用在模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、功率放大器以及DC-DC转换器等电路系统中，用于产生不随电源电压和温度变化的电压基准，为其他电路模块提供一个参考电压，其特性在很大程度上影响整个系统的性能。随着集成电路系统集成度的不断增大，低电压与低功耗变得越来越重要。然而，传统带隙基准电压源由于需要大的电流而造成功耗较大，并且在设计过程中需要使用电阻、二极管或者BJT晶体管来产生PTAT电压，所以该器件均需要大的芯片面积。为了能使节能应用器件的其余电路兼容，基准电压源就要使用标准CMOS工艺，避免使用MOS管以外的器件。后来提出的CMOS基准电压源电路由于使用饱和区的CMOS和电阻，使得功耗过大，芯片面积大。近来所提出的无电阻基于亚阈值区的基准电压源，虽然功耗很低，但是其温漂、电源电压调整率和电源抑制比参数较差。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是现有基准电压源性能欠佳的不足，提供一种亚阈值全CMOS基准电压源。为解决上述问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种亚阈值全CMOS基准电压源，包括启动电路、亚阈值运算放大器、纳安基准电流产生电路和基准电压产生电路；启动电路，连接亚阈值运算放大器；在基准电压源开启时提供电流，帮助基准...
【技术保护点】
一种亚阈值全CMOS基准电压源，其特征在于：包括启动电路、亚阈值运算放大器、纳安基准电流产生电路和基准电压产生电路；启动电路，连接亚阈值运算放大器；在基准电压源开启时提供电流，帮助基准电压源摆脱简并偏置点，进入正常工作状态；亚阈值运算放大器，分别连接到启动电路和纳安基准电流产生电路；利用共源共栅电流镜为运算放大器的差分对管提供电流偏置；利用工作在亚阈值区的差分对管，在保证低功耗的同时，提供更大的增益，提高电源电压抑制比；利用工作在深线性区的NMOS管，充当长尾电阻的作用；纳安基准电流产生电路，分别连接亚阈值运算放大器和基准电压产生电路；利用工作在亚阈值区MOS管工作特性，产生纳安量级的基准电流；采用共源共栅电流镜，抑制电源噪声；采用工作在线性区的MOS管代替传统基准电压源中的电阻，为基准电压产生电路提供电流偏置；基准电压产生电路，连接纳安基准电流产生电路；采用2种具有不同标准电压的MOS管栅源电压差，通过相互调节，得到一个与温度无关的参考电压。
【技术特征摘要】
1.一种亚阈值全CMOS基准电压源，其特征在于：包括启动电路、亚
阈值运算放大器、纳安基准电流产生电路和基准电压产生电路；
启动电路，连接亚阈值运算放大器；在基准电压源开启时提供电流，
帮助基准电压源摆脱简并偏置点，进入正常工作状态；
亚阈值运算放大器，分别连接到启动电路和纳安基准电流产生电路；
利用共源共栅电流镜为运算放大器的差分对管提供电流偏置；利用工作在
亚阈值区的差分对管，在保证低功耗的同时，提供更大的增益，提高电源
电压抑制比；利用工作在深线性区的NMOS管，充当长尾电阻的作用；
纳安基准电流产生电路，分别连接亚阈值运算放大器和基准电压产生
电路；利用工作在亚阈值区MOS管工作特性，产生纳安量级的基准电流；
采用共源共栅电流镜，抑制电源噪声；采用工作在线性区的MOS管代替传
统基准电压源中的电阻，为基准电压产生电路提供电流偏置；
基准电压产生电路，连接纳安基准电流产生电路；采用2种具有不同
标准电压的MOS管栅源电压差，通过相互调节，得到一个与温度无关的参
考电压。
2.根据权利要求1所述的一种亚阈值全CMOS基准电压源，其特征在
于：所述的启动电路PMOS管M15、M16和电容C1；
电容C1的下极板接地GND，电容C1的上极板与PMOS管M16的栅极、PMOS
管M15的栅极和PMOS管M15的漏极相连接；PMOS管M15的源极和PMOS管M16的源极均接到电源VDD；PMOS管M16的漏极与亚阈值运算放大器中PMOS管
M17的栅极和纳安基准电流产生电路中PMOS管M19的栅极相连接。
3.根据权利要求1所述的一种亚阈值全CMOS基准电压源，其特征在
于：所述的亚阈值运算放大器包括PMOS管M17、M18、M31、M32和NMOS管M12、
M13、M14；
NMOS管M12的源极接地GND，NMOS管M12的栅极与纳安基准电流产生电
路中NMOS管M7的栅极相连接，NMOS管M12的漏极与NMOS管M13的源极和
NMOS管M14的源极相连接；NMOS管M13的栅极与纳安基准电流产生电路中
NMOS管M8的栅极、NMOS管M8的漏极和NMOS管M9的栅极相连接，NMOS管
M13的漏极与PMOS管M18的漏极相连接；NMOS管M14的栅极与纳安基准电流
产生电路中NMOS管M9的漏极和NMOS管M11的源极相连接，NMOS管M14的漏
极与PMOS管M17的栅极、PMOS管M17的漏极和PMOS管M18的栅极，以及启
动电路中PMOS管M16的漏极和纳安基准电流产生电路中NMOS管M11的漏极
相连接；PMOS管M18的源极和PMOS管M31的漏极相连接；PMOS管M17的源极
与PMOS管M31的栅极、PMOS管M32的栅极、PMOS管M32的漏极，以及纳安基
\t准电流产生电路中NMOS管M30的栅极相连接；PMOS管M31的源极和PMOS管
M32的源极均连接到电源VDD。
4.根据权利要求1所述的一种亚阈值全CMOS基准电压源，其特征在
于：所述的纳安基准电流产生电路包括PMOS管M19、M20、M21、M28、M29、M30和NMOS管M6、M7、M8、M9、M10、M11；
NMOS管M6的源极接地GND，NMOS管M6的栅极、NMOS管M6的漏极、NMOS
管M7的栅极、PMOS管M21的漏极，以及亚阈值运算放大器中NMOS管M12的
栅极相连接；NMOS管M7的源极接地GND，NMOS管M7的漏极和NMOS管M9的源极相连接；NMOS管M8的源极接地GND，NMOS管M8的栅极、NMOS管M8的漏极、NMOS管M9的栅极、NMOS管M10的源...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦雪明，朱智勇，段吉海，邓进丽，赵洪飞，乔帅领，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：广西;45
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