一种以带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构制造技术

本发明专利技术属于模拟集成片上二次电源技术领域，具体涉及一种由带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构，以带隙基准为核心结构，通过比例电阻将带隙基准电压放大到其需要的二次电源电压，并在其基础上增加驱动线路模块，得到具有一定驱动能力的二次电源供电结构。该实现电路结构简单、易于在各种工艺上移植，该结构可适配多种应用条件，并具有较好的温度系数，满足在极端温度条件下正常工作的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种以带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构
本专利技术属于模拟集成片上二次电源
，具体涉及一种由带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构。
技术介绍
片上二次电源供电技术可实现对驱动器类或需要内部二次电源结构电路的二次供电，通常作用于逻辑控制部分，可使其在较低的工作电压下进行逻辑信号传输，二次电源电路已成为提高电路工作频率及降低工作时发热功率的重要组成模块，其性能在一定程度上直接决定了电路性能的优劣。以往常采用齐纳稳压管作为核心形成二次供电结构，但由于该器件对工艺参数及工艺稳定性要求高，且输出电压随温度变化较大，在实际应用中采用齐纳稳压管的二次供电结构输出电压在不同工艺批次间差异较大，且对工作温度较为敏感。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种以带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构，在基于带隙基准核心电路的基础上，实现片上二次电源供电，该电路结构对电压及温度变化的敏感度低，可为后续电路提供高精度的二次电源电压。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种由带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构，包括带隙基准电路、比例放大电路和用于驱动后极电路的驱动线路模块；带隙基准电路，用于产生带隙基准电压；比例放大电路，用于将带隙基准电压放大到所述片上二次电源供电结构需要的二次电源电压；驱动线路模块，用于将二次电源电压转换成具有驱动能力的二次电源电压。进一步，比例放大电路包括电阻Ra和电阻Rb，带隙基准电压Vref经电阻Ra和Rb放大至所需要的二次电源电压VO。进一步，带隙基准电路包括cascode电流镜、晶体管Q5、晶体管Q6、电阻Rc和电阻Radj；晶体管Q5的发射极接电阻Radj一端，基极接电阻Rb一端，集电极接cascode电流镜；晶体管Q6的发射极接电阻Rc一端，基极接电阻Rb一端，集电极接cascode电流镜；电阻Radj一端与晶体管Q5的发射极和电阻Rc一端连接，另一端接地。进一步，电阻Radj采用拓扑结构，包括串联在一起的电阻R1和若干个电阻r1。进一步，晶体管Q5和晶体管Q6的发射极面积比为1:8。进一步，cascode电流镜由晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3和晶体管Q4形成；晶体管Q1的发射极接电压源Vs，基极接晶体管Q2的基极和晶体管Q4的发射极，集电极接晶体管Q3的发射极；晶体管Q2的基极和集电极接晶体管Q4的发射极，发射极接电压源Vs；晶体管Q3的发射极接晶体管Q1的集电极，基极接晶体管Q4的基极和晶体管Q6的集电极，集电极接晶体管Q5的集电极；晶体管Q4的基极和集电极接晶体管Q6的集电极。进一步，在晶体管Q1的发射极与电压源Vs之间连接有电阻，在晶体管Q2的发射极与电压源Vs之间连接有电阻。进一步，驱动线路模块包括晶体管Q7、晶体管Q8、晶体管Q9、晶体管Q10、晶体管Q11、晶体管Q12、保护管D1和恒流源I；晶体管Q11的发射极接电压源Vs，集电极接保护管D1一端，基极接恒流源I；晶体管Q12的发射极接电压源Vs，基极和集电极接恒流源I；恒流源I一端接晶体管Q11基极，另一端接地；晶体管Q7的发射极接晶体管Q11的集电极，基极接晶体管Q5的集电极，集电极接电阻Rd一端；晶体管Q8的集电极接晶体管Q11的集电极，基极接电阻Rd一端，发射极接地；晶体管Q9的基极接晶体管Q11的集电极，集电极接电压源Vs，发射极接电阻Ra一端，电阻Ra另一端接电阻Rb一端，电阻Rb另一端接地；晶体管Q10的基极接晶体管Q11的集电极，集电极接电压源Vs，发射极接后级电路。进一步，晶体管Q9基极的电平比二次电源电压VO大0.7V。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开的片上二次电源供电结构，以带隙基准为核心结构，通过比例电阻将带隙基准电压放大到其需要的二次电源电压，并在其基础上为后极电路增加驱动线路模块，得到具有一定驱动能力的二次电源电压。该电路结构可广泛应用于模拟、数模混合集成电路中，其温度性能更优，负载调整率更小，且二次电源输出可调，该结构可适配多种应用条件，并满足在极端温度条件下正常工作的需求。进一步，在带隙基准输出后通过调整比例电阻Ra的值将输出二次电源电压放大至所需要的VO，其中VO＝Vref·Ra/Rb，可产生任意所需要的二次电源电压值，并且通过增加比例电阻对及相应的驱动线路模块，可同时产生多路不同值的二次电源电压。进一步，带隙基准电流源采用cascode电流镜，cascode电流镜指的是有堆叠的电流镜，可提高镜像电流的精准度，有效降低电源电压变化对基准电压的影响。进一步，在晶体管Q1的发射极与电压源Vs之间连接有电阻，在晶体管Q2的发射极与电压源Vs之间连接有电阻，两电阻在这里起到的作用是使cascode电流镜输出电流更匹配，其作用在于使晶体管Q5集电极电流更接近晶体管Q6集电极电流，这是带隙基准成立的必要条件，其作用是使带隙基准电压更接近理论值。进一步，基准电压产生后经比例电阻Ra、Rb放大至所需要的二次电源电压，Q9为比例电阻提供直流偏置，Q9基极电平经驱动管Q10的BE结后为后续电路提供稳定的二次电源；Q7、Q8为带隙基准线路提供一定的灌电流驱动能力，整个电路的功耗约200μA，D1作为保护管限制二次电源最高输出，恒流源I通过Q11、Q12形成的电流镜为Q9、Q10提供基极驱动电流。附图说明图1为一种以带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构；图2为Radj电路设计拓扑结构；图3为带隙基准温漂；图4为二次电源电压温漂。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。如图1所示，本专利技术的片上二次电源供电结构的电路包括带隙基准电路、比例放大电路和驱动线路模块。以带隙基准电路为核心结构，并在其基础上增加比例放大电路和驱动线路模块，得到具有一定驱动能力的二次电源供电结构。该实现电路结构简单、易于在各种工艺上移植，该结构可适配多种应用条件，并具有较好的温度系数，满足在极端温度条件下电路正常工作的需求。图1中矩形框中部分内为带隙基准核心线路结构，带隙基准电路包括cascode电流镜、晶体管Q5、晶体管Q6、电阻Rc和电阻Radj；比例放大电路包括电阻Ra和电阻Rb，带隙基准电压Vref经电阻Ra和Rb放大至所需要的二次电源电压VO；驱动线路模块包括晶体管Q7、晶体管Q8、晶体管Q9、晶体管Q10、晶体管Q11、晶体管Q12、保护管D1和恒流源I。具体的电路连接结构为：晶体管Q1的发射极接电压源Vs，基极接晶体管Q2的基极和晶体管Q4的发射极，集电极接晶体管Q3的发射极；晶体管Q2的基极和集电极接晶体管Q4的发射极，发射极接电压源Vs；晶体管Q3的发射极接晶体管Q1的集电极，基极接晶体管Q4的基极和晶体管Q6的集电极，集电极接晶体管Q5的集电极；晶体管Q4的基极和集电极接晶体管Q6的集电极；晶体管Q5的发射极接电阻Radj一端，基极接电阻Rb一端；晶体管Q6的发射极接电阻Rc一端，基极接电阻Rb一端；电阻Radj一端与晶体管Q5的发射极和电阻Rc一端连接，另一端接地；晶体管Q11的发射极接电压源Vs，集电极接保护管D1一端，基极接恒流源I；晶体管Q12的发射极接电压源Vs，基极和集电极接恒流源I；恒流源I一端接晶体管Q11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构，其特征在于，包括带隙基准电路、比例放大电路和用于驱动后极电路的驱动线路模块；带隙基准电路，用于产生带隙基准电压；比例放大电路，用于将带隙基准电压放大到所述片上二次电源供电结构需要的二次电源电压；驱动线路模块，用于将二次电源电压转换成具有驱动能力的二次电源电压。

【技术特征摘要】
1.一种由带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构，其特征在于，包括带隙基准电路、比例放大电路和用于驱动后极电路的驱动线路模块；带隙基准电路，用于产生带隙基准电压；比例放大电路，用于将带隙基准电压放大到所述片上二次电源供电结构需要的二次电源电压；驱动线路模块，用于将二次电源电压转换成具有驱动能力的二次电源电压。2.根据权利要求1所述的由带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构，其特征在于，比例放大电路包括电阻Ra和电阻Rb，带隙基准电压Vref经电阻Ra和Rb放大至所需要的二次电源电压VO。3.根据权利要求2所述的由带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构，其特征在于，带隙基准电路包括cascode电流镜、晶体管Q5、晶体管Q6、电阻Rc和电阻Radj；晶体管Q5的发射极接电阻Radj一端，基极接电阻Rb一端，集电极接cascode电流镜；晶体管Q6的发射极接电阻Rc一端，基极接电阻Rb一端，集电极接cascode电流镜；电阻Radj一端与晶体管Q5的发射极和电阻Rc一端连接，另一端接地。4.根据权利要求3所述的由带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构，其特征在于，电阻Radj采用拓扑结构，包括串联在一起的电阻R1和若干个电阻r1。5.根据权利要求3所述的由带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构，其特征在于，晶体管Q5和晶体管Q6的发射极面积比为1:8。6.根据权利要求3所述的由带隙基准结构为核心的片上二次电源供电结构，其特征在于，cascode电流镜由晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3和晶体管Q4形成；晶体管Q1的发射极接电压源...

【专利技术属性】
技术研发人员：王漪婷，张强，王勇，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61