一种非带隙无电阻基准源制造技术

一种非带隙无电阻基准源，属于模拟集成电路领域。包括启动电路、阈值电压提取电路、偏置电路和正温度系数电压产生电路，启动电路的输出端连接阈值电压提取电路的控制端和偏置电路的输入端；阈值电压提取电路的第一输出端连接偏置电路的输入端，其第二输出端连接正温度系数电压产生电路的输入端；偏置电路的输出端连接正温度系数电压产生电路的偏置端，为正温度系数电压产生电路提供偏置电压；正温度系数电压产生电路的输出端输出基准电压VREF。本发明专利技术提出的基准源同时满足了基准源低功耗和小面积的需求，且利用高阶补偿电路使得所产生的正温度系数电压VPTAT具有更好的线性度，在不增大功耗的前提下大大降低基准的温度系数。

【技术实现步骤摘要】
一种非带隙无电阻基准源
本专利技术属于模拟集成电路领域，涉及一种非带隙无电阻的基准源。
技术介绍
在模拟集成电路和混合集成电路领域里，基准源是一个非常重要的模块，其主要作用是为电路提供一个不随温度变化的偏置。传统的基准源设计通常是采用有电阻带隙基准的方案，随着便携式设备的发展，低功耗和小面积的基准源的设计变得非常关键。但是对于传统的有电阻带隙基准源，如果想要降低其功耗，基准源中的电阻值需要设计得非常大，从而大大地消耗了芯片的面积。因此，为了能够同时满足低功耗和小面积的需求，非带隙无电阻的基准源设计变的非常有意义，是基准源未来发展的方向。
技术实现思路
本专利技术为了解决传统的带隙基准源中的难以同时解决面积和功耗的问题，提出了一种全MOS的基准源，同时满足了基准源低功耗和小面积的需求；并且为了实现低温漂，本专利技术提出了一种高阶补偿的方案，能在不增大功耗的前提下大大降低基准的温度系数。本专利技术的技术方案是：一种非带隙无电阻基准源，包括启动电路、阈值电压提取电路、偏置电路和正温度系数电压产生电路，所述启动电路的输出端连接所述阈值电压提取电路的控制端和偏置电路的输入端；所述阈值电压提取电路的第一输出端连接所述偏置电路的输入端，其第二输出端连接所述正温度系数电压产生电路的输入端；所述偏置电路的输出端连接所述正温度系数电压产生电路的偏置端，为所述正温度系数电压产生电路提供偏置电压；所述正温度系数电压产生电路的输出端输出基准电压VREF；所述阈值电压提取电路包括第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第六PMOS管MP6和第七PMOS管MP7，第一NMOS管MN1的栅漏互连并连接第一PMOS管MP1的漏极、第二NMOS管MN2的栅极和第三NMOS管MN3的栅极，第一PMOS管MP1的的栅极连接第二PMOS管MP2的漏极、第三PMOS管MP3的源极和第六PMOS管MP6的栅极并作为所述阈值电压提取电路的控制端，第六PMOS管MP6的栅极作为所述阈值电压提取电路的第一输出端；第四PMOS管MP4的栅漏互连并连接第三PMOS管MP3的栅极和第三NMOS管MN3的漏极，其源极连接第二PMOS管MP2的栅极、第三PMOS管MP3的漏极和第二NMOS管MN2的漏极；第七PMOS管MP7的栅漏短接并接地，其源极连接第六PMOS管MP6的漏极并作为所述阈值电压提取电路的第二输出端，第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2和第六PMOS管MP6的源极接电源电压，第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2和第三NMOS管MN3的源极接地；所述正温度系数电压产生电路包括第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第七NMOS管MN7、第八NMOS管MN8、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第十一PMOS管MP11、第十二PMOS管MP12、第十三PMOS管MP13、第十四PMOS管MP14和第十五PMOS管MP15，所述正温度系数电压产生电路包括第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第七NMOS管MN7、第八NMOS管MN8、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第十一PMOS管MP11、第十二PMOS管MP12、第十三PMOS管MP13、第十四PMOS管MP14和第十五PMOS管MP15，第八PMOS管MP8的栅漏短接并连接第五NMOS管MN5的漏极和第九PMOS管MP9的栅极，第十PMOS管MP10的栅极作为所述正温度系数电压产生电路的输入端，其源极连接第九PMOS管MP9的漏极和第十一PMOS管MP11的源极；第六NMOS管MN6的栅极连接第五NMOS管MN5、第七NMOS管MN7和第八NMOS管MN8的栅极并作为所述正温度系数电压产生电路的偏置端，其漏极连接第十一PMOS管MP11的栅极和漏极以及第十四PMOS管MP14的栅极；第十三PMOS管MP13的栅极连接第十二PMOS管MP12的栅极和漏极以及第七NMOS管MN7的漏极，其漏极连接第十四PMOS管MP14和第十五PMOS管MP15的源极；第十五PMOS管MP15的栅极连接其漏极和第八NMOS管MN8的漏极并作为所述正温度系数电压产生电路的输出端；第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十二PMOS管MP12和第十三PMOS管MP13的源极连接电源电压，第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第七NMOS管MN7和第八NMOS管MN8的源极以及第十PMOS管MP10和第十四PMOS管MP14的漏极接地。具体的，所述启动电路包括第十六PMOS管MS1、第九NMOS管MS2和第十NMOS管MS3，第十NMOS管MS3的漏极作为所述启动电路的输出端，其栅极连接第十六PMOS管MS1的栅极和第九NMOS管MS2的漏极，其源极连接第九NMOS管MS2的源极并接地；第十六PMOS管MS1的漏极和源极相连并连接电源电压，第九NMOS管MS2的栅极连接所述阈值电压提取电路中第二PMOS管MP2的栅极。具体的，所述偏置电路包括第四NMOS管MN4和第五PMOS管MP5，第五PMOS管MP5的栅极作为所述偏置电路的输入端，其漏极连接第四NMOS管MN4的栅极和漏极并作为所述偏置电路的输出端输出偏置电压，其源极接电源电压，第四NMOS管MN4的源极接地。具体的，所述阈值电压提取电路中晶体管的尺寸满足：SMN2＝2SMN3，SMP2＝3SMP3＝3SMP4，其中S为晶体管的宽长比，第三PMOS管MP3工作在线性区，第二PMOS管MP2和第四PMOS管MP4工作在饱和区。本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的基准源没有使用电阻，与传统有电阻式基准源相比减小了芯片面积，且正温度系数电压产生电路里包含高阶补偿电路，可以使得所产生的正温度系数电压VPTAT具有更好的线性度，在不增大功耗的前提下大大降低基准的温度系数。附图说明图1是本专利技术提供的一种非带隙无电阻基准源的原理架构图。图2是实施例中的一种非带隙无电阻基准源的完整电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，详细说明本专利技术电路的工作原理。如图1所示是本专利技术提供的一种非带隙无电阻基准源的原理架构图，包括启动电路、阈值电压提取电路、偏置电路和正温度系数(PTAT)电压产生电路。启动电路的作用是为了防止在刚上电时基准源电路处在简并态，启动完成后启动电路退出工作状态。偏置电路通过阈值电压提取电路得到的输出电压产生一股电流提供给正温度系数电压产生电路，为了降低基准输出的温度系数，正温度系数电压产生电路里包含高阶补偿电路，可以使得所产生的正温度系数电压VPTAT具有更好的线性度，最后将提取出的阈值电压和正温度系数电压产生模块产生的正温电压相叠加后得到基准输出。如图2所示，本实施例中启动电路包括第十六PMOS管MS1、第九NMOS管MS2和第十NMOS管MS3，第十NMOS管MS3的漏极作为所述启动电路的输出端连接阈值电压提取电路中第六PMOS管MP6的栅极和偏置电路中第五PMOS管MP5的栅极，其栅极连接第十六PMOS管MS1的栅极和第九NMOS管MS2的漏极，其源极连接第九本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非带隙无电阻基准源，其特征在于，包括启动电路、阈值电压提取电路、偏置电路和正温度系数电压产生电路，所述启动电路的输出端连接所述阈值电压提取电路的控制端和偏置电路的输入端；所述阈值电压提取电路的第一输出端连接所述偏置电路的输入端，其第二输出端连接所述正温度系数电压产生电路的输入端；所述偏置电路的输出端连接所述正温度系数电压产生电路的偏置端，为所述正温度系数电压产生电路提供偏置电压；所述正温度系数电压产生电路的输出端输出基准电压(VREF)；所述阈值电压提取电路包括第一NMOS管(MN1)、第二NMOS管(MN2)、第三NMOS管(MN3)、第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)、第三PMOS管(MP3)、第四PMOS管(MP4)、第六PMOS管(MP6)和第七PMOS管(MP7)，第一NMOS管(MN1)的栅漏互连并连接第一PMOS管(MP1)的漏极、第二NMOS管(MN2)的栅极和第三NMOS管(MN3)的栅极，第一PMOS管(MP1)的的栅极连接第二PMOS管(MP2)的漏极、第三PMOS管(MP3)的源极和第六PMOS管(MP6)的栅极并作为所述阈值电压提取电路的控制端，第六PMOS管(MP6)的栅极作为所述阈值电压提取电路的第一输出端；第四PMOS管(MP4)的栅漏互连并连接第三PMOS管(MP3)的栅极和第三NMOS管(MN3)的漏极，其源极连接第二PMOS管(MP2)的栅极、第三PMOS管(MP3)的漏极和第二NMOS管(MN2)的漏极；第七PMOS管(MP7)的栅漏短接并接地，其源极连接第六PMOS管(MP6)的漏极并作为所述阈值电压提取电路的第二输出端，第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)和第六PMOS管(MP6)的源极接电源电压，第一NMOS管(MN1)、第二NMOS管(MN2)和第三NMOS管(MN3)的源极接地；所述正温度系数电压产生电路包括第五NMOS管(MN5)、第六NMOS管(MN6)、第七NMOS管(MN7)、第八NMOS管(MN8)、第八PMOS管(MP8)、第九PMOS管(MP9)、第十PMOS管(MP10)、第十一PMOS管(MP11)、第十二PMOS管(MP12)、第十三PMOS管(MP13)、第十四PMOS管(MP14)和第十五PMOS管(MP15)，所述正温度系数电压产生电路包括第五NMOS管(MN5)、第六NMOS管(MN6)、第七NMOS管(MN7)、第八NMOS管(MN8)、第八PMOS管(MP8)、第九PMOS管(MP9)、第十PMOS管(MP10)、第十一PMOS管(MP11)、第十二PMOS管(MP12)、第十三PMOS管(MP13)、第十四PMOS管(MP14)和第十五PMOS管(MP15)，第八PMOS管(MP8)的栅漏短接并连接第五NMOS管(MN5)的漏极和第九PMOS管(MP9)的栅极，第十PMOS管(MP10)的栅极作为所述正温度系数电压产生电路的输入端，其源极连接第九PMOS管(MP9)的漏极和第十一PMOS管(MP11)的源极；第六NMOS管(MN6)的栅极连接第五NMOS管(MN5)、第七NMOS管(MN7)和第八NMOS管(MN8)的栅极并作为所述正温度系数电压产生电路的偏置端，其漏极连接第十一PMOS管(MP11)的栅极和漏极以及第十四PMOS管(MP14)的栅极；第十三PMOS管(MP13)的栅极连接第十二PMOS管(MP12)的栅极和漏极以及第七NMOS管(MN7)的漏极，其漏极连接第十四PMOS管(MP14)和第十五PMOS管(MP15)的源极；第十五PMOS管(MP15)的栅极连接其漏极和第八NMOS管(MN8)的漏极并作为所述正温度系数电压产生电路的输出端；第八PMOS管(MP8)、第九PMOS管(MP9)、第十二PMOS管(MP12)和第十三PMOS管(MP13)的源极连接电源电压，第五NMOS管(MN5)、第六NMOS管(MN6)、第七NMOS管(MN7)和第八NMOS管(MN8)的源极以及第十PMOS管(MP10)和第十四PMOS管(MP14)的漏极接地。...

【技术特征摘要】
1.一种非带隙无电阻基准源，其特征在于，包括启动电路、阈值电压提取电路、偏置电路和正温度系数电压产生电路，所述启动电路的输出端连接所述阈值电压提取电路的控制端和偏置电路的输入端；所述阈值电压提取电路的第一输出端连接所述偏置电路的输入端，其第二输出端连接所述正温度系数电压产生电路的输入端；所述偏置电路的输出端连接所述正温度系数电压产生电路的偏置端，为所述正温度系数电压产生电路提供偏置电压；所述正温度系数电压产生电路的输出端输出基准电压(VREF)；所述阈值电压提取电路包括第一NMOS管(MN1)、第二NMOS管(MN2)、第三NMOS管(MN3)、第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)、第三PMOS管(MP3)、第四PMOS管(MP4)、第六PMOS管(MP6)和第七PMOS管(MP7)，第一NMOS管(MN1)的栅漏互连并连接第一PMOS管(MP1)的漏极、第二NMOS管(MN2)的栅极和第三NMOS管(MN3)的栅极，第一PMOS管(MP1)的的栅极连接第二PMOS管(MP2)的漏极、第三PMOS管(MP3)的源极和第六PMOS管(MP6)的栅极并作为所述阈值电压提取电路的控制端，第六PMOS管(MP6)的栅极作为所述阈值电压提取电路的第一输出端；第四PMOS管(MP4)的栅漏互连并连接第三PMOS管(MP3)的栅极和第三NMOS管(MN3)的漏极，其源极连接第二PMOS管(MP2)的栅极、第三PMOS管(MP3)的漏极和第二NMOS管(MN2)的漏极；第七PMOS管(MP7)的栅漏短接并接地，其源极连接第六PMOS管(MP6)的漏极并作为所述阈值电压提取电路的第二输出端，第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)和第六PMOS管(MP6)的源极接电源电压，第一NMOS管(MN1)、第二NMOS管(MN2)和第三NMOS管(MN3)的源极接地；所述正温度系数电压产生电路包括第五NMOS管(MN5)、第六NMOS管(MN6)、第七NMOS管(MN7)、第八NMOS管(MN8)、第八PMOS管(MP8)、第九PMOS管(MP9)、第十PMOS管(MP10)、第十一PMOS管(MP11)、第十二PMOS管(MP12)、第十三PMOS管(MP13)、第十四PMOS管(MP14)和第十五PMOS管(MP15)，所述正温度系数电压产生电路包括第五NMOS管(MN5)、第六NMOS管(MN6)、第七NMOS管(MN7)、第八NMOS管(MN8)、第八PMOS管(MP8)、第九PMOS管(MP9)、第十PMOS管(MP10)、第十一PMOS管(MP11)、第十二PMOS管(MP12)、第十三PMOS管(MP13)...

【专利技术属性】
技术研发人员：周泽坤，余洪名，石跃，王卓，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51