一种低功耗的基准电压源制造技术

本发明专利技术属于集成电路技术领域，具体涉及一种低功耗的基准电压源。本发明专利技术采用无电阻设计，通过电压‑电流和电压‑电流转换电路以消除MOS管的温度影响；在进行正温度系数补偿的同时达到高阶温度补偿的效果，避免设计其他电路来进行高阶温度补偿，节省了版图面积和功耗；同时，尽管电路采用了共源共栅结构提高电源抑制比，但其电源电压依然可以达到0.9V，这进一步地减小了功耗，可以达到纳瓦级别。综上所述，本发明专利技术实现了低功耗，版图面积小，且具有高阶温度补偿的基准电压源。

A low power reference voltage source

The invention belongs to the field of integrated circuit technology, in particular relates to a low power consumption reference voltage source. The invention adopts Resistorless design, in order to eliminate the temperature effect of MOS tube through voltage current and voltage current conversion circuit; high order temperature compensation effect on the positive temperature coefficient compensation at the same time, to avoid the other circuit to design high order temperature compensation, save the layout area and power consumption; at the same time, although the circuit adopts the common source common gate structure to improve power supply rejection ratio, but the supply voltage can reach 0.9V, which further reduces the power consumption, can reach the level of nava. In summary, the invention realizes low power consumption, small layout area, and high order temperature compensation reference voltage source.

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗的基准电压源
本专利技术属于集成电路
，具体为集成电路中的基准电路，特别涉及一种低功耗的基准电压源。
技术介绍
基准电压源作为集成电路中必不可少的一个模块，它可以为其它模拟、数字模块提供不随温度、电源电压、工艺改变的精准的输出信号，在数据转换器、线性稳压器、开关电源和数字存储器中都有着广泛的应用。随着社会日新月异的发展，便携式设备为了具有更好的市场竞争力，需要更低的功耗和更长的寿命，且在不同的温度环境下，具有稳定的电源电压，因此设计出一种低功耗、近零温度系数的基准电压源成为必然。在传统的电流模形式基准电路设计中，采用的是三极管基极-发射极电压VBE的负温度系数特性产生负温度系数的电流，两个不同面积的三极管基极-发射极电压之差产生与温度正相关的电压，通过电阻转换成与温度正相关的电流，将正、负温度相关的电流相加得到近零温度系数的电流。但是由于三极管基极-发射极电压VBE的温度系数近似为-2mV/℃，热电势VT的温度系数近似为0.087mV/℃，电阻之比乘于三极管面积之比大约为23，这不可避免的增大了版图的面积，且电阻之间的失配影响输出电压的精度，另外该设计方法只进行了一阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗的基准电压源，包括偏置电路、PTAT电流产生电路、CTAT电流产生电路、高温调整电路、电流求和以及电流‑电压转换电路，其特征在于：偏置电路产生偏置电压为PTAT电流产生电路提供偏置；PTAT电流产生电路通过加权热电势VT用来产生与温度正相关的线性电流，该电流通过共栅共源电流镜镜像到电流求和电路；所述CTAT电流产生电路包括7个PMOS管、2个NMOS管和1个PNP型三极管；CTAT电流产生电路通过调整不同类型MOS管的宽长比的比值，在三极管基极‑发射极电压VBE的基础上叠加一个非线性电压进而产生一个与温度负相关的线性电流，该电流通过共栅共源电流镜镜像到电流求和电路；PMOS管：MP1...

【技术特征摘要】
1.一种低功耗的基准电压源，包括偏置电路、PTAT电流产生电路、CTAT电流产生电路、高温调整电路、电流求和以及电流-电压转换电路，其特征在于：偏置电路产生偏置电压为PTAT电流产生电路提供偏置；PTAT电流产生电路通过加权热电势VT用来产生与温度正相关的线性电流，该电流通过共栅共源电流镜镜像到电流求和电路；所述CTAT电流产生电路包括7个PMOS管、2个NMOS管和1个PNP型三极管；CTAT电流产生电路通过调整不同类型MOS管的宽长比的比值，在三极管基极-发射极电压VBE的基础上叠加一个非线性电压进而产生一个与温度负相关的线性电流，该电流通过共栅共源电流镜镜像到电流求和电路；PMOS管：MP17、MP18、MP19、MP20、MP21、MP22、MP23；NMOS管：MN11、MN12；PNP型三极管Q1；其中MP17、MP18、MP19、MP20组成共源共栅电流镜且衬底都接各自的源极，MP17的栅极接MP17的漏极、MP18的栅极和MN11的漏极，MP17的源极接MP19的漏极、MP19的栅极和MP20的栅极，MP18的漏极接MN12的栅极、MN12的漏极和MN11的栅极，MP18的源极接MP20的漏极，MP19和MP20的源极都接电源电压VDD，MP21、MP22、MP23的衬底都接各自的源极，MP21、MP22、MP23的栅极都接地电位，MP21的漏极接MP22的源极，MP21的源极接MN11的源极，MP22的漏极接MP23的源极，MP23的漏极接地电位；PNP型三极管Q1的基极和集电极接地电位，发射极接MN12的源极，两个NMOS管的衬底都接地电位；MN11、MN12管工作在亚阈值区，MN11、MN12管的宽长比的比值为K：1，K为正整数，且两个管子的类型不同，流过两个管子的电流相等；由CTAT电流产生电路的连接方式可知CTAT电流的表达式为：其中，VEB代表PNP三极管的发射极-基极电压，代表MOS管的宽长比的比值η代表亚阈值斜率因子，VT代表热电势，μn代表NMOS管的迁移率，Coxn代表NMOS管的单位面积栅氧化层电容，Vthn代表NMOS管的阈值电压，VGSp代表PMOS管的栅源电压，Vthp代表PMOS管的阈值电压，R1代表PMOS管工作在线性区等效的电阻值；高温调整电路在温度≥60℃时会产生纳安级别的电流，对60℃以上的电流求和电路产生的电流进行补偿；电流求和电路用来将上述PTAT电流产生电路和CTAT电流产生电路求和，并输出近零温度系数的电流至电流-电压转换电路；电流-电压转换电路将电流求和电路输出的电流转换成电压；MOS管工作在亚阈值区，为防止MOS管工作在亚阈值区和饱和区的边界，MOS管的栅源电压应小于阈值电压，且漏源电压至少大于0.1V。2.如权利要求1所述低功耗的基准电压源，其特征在于：所述偏置电路包括，PMOS管MP1、MP2、MP3、MP4和NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4、MN5；其中，4个PMOS管组成共源共栅电流镜且衬底都接各自的源极，MP1的栅极接MP2的漏极、MP2的栅极和MN2的漏极，MP1的漏极接MN1的漏极、MN1的栅极和MN2的栅极，MP1的源极接MP3的漏极，MP2的源极接MP4的漏极、MP4的栅极和MP3的栅极，MP3、MP4的源极接电源电压VDD；5个NMOS管衬底和MN1管的源极接地电位，MN2的源极接MN3的漏极，MN3、MN4、MN5的栅极都接输出参考电压VREF，MN3的源极接MN4的漏极，MN4的源极接MN5的漏极，MN5的源极接地电位。3.如权利要求1所述低功耗的基准电压源，其特征在于：所述PTAT电流产生电路包括，PMOS管MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10、MP11、MP12、MP13、MP14、MP15、MP16，NMOS管MN6、MN7、MN8、MN9、MN10和运算放大器OPA；其中，MP5、MP6、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，黄歆羡，张才志，安坤，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51