一种全片内高速参考电压驱动电路制造技术

本发明专利技术涉及一种全片内高速参考电压驱动电路，包括：高精度电压电流产生电路和输出驱动电路，其中：所述高精度电压电流产生电路，用于产生高精度电压，作为输出驱动电路的参考电压，用于产生偏置电流，作为输出驱动电路中运算放大器的偏置电流；所述高精度电压电流产生电路，具体包括：启动电路，用于判断第一参考电平vrefpi的电平值，使电路工作在正确的启动工作点，高精度参考电压产生电路，用于产生高精度电压，所述高精度电压包括：具有零温度系数的第一参考电平vrefpi、以及第二参考电平vrefni，电流偏置电路，用于产生偏置电流。本发明专利技术，建立速度快(建立时间短)，功耗低，输出电压小于1V，无源器件少，兼容CMOS工艺，面积小，成本低。

A driving circuit of high speed reference voltage in the whole chip

【技术实现步骤摘要】
一种全片内高速参考电压驱动电路
本专利技术涉及集成电路
，具体说是一种全片内高速参考电压驱动电路。
技术介绍
近年来，通讯系统(例如卫星通讯系统、手机基站等)向着高速度、高性能、高集成度、低成本的方向不断发展，这对通讯系统各组成部分的性能提出了更高的要求。在通讯系统中，模数转换器(ADC)作为基带处理模块，受到越来越多的关注。随着模数转换器芯片的集成度、功耗要求的提高，为模数转换器提供参考电压的驱动电路，也需要适应更快速度的应用场合，以满足高速模数转换器的建立时间要求，模数转换器的转换速度通常用建立时间来描述，ADC建立时间是指：从理想的瞬时步进应用输入到闭环放大器的输出达到并保持在一个规定的对称性误差范围的时间，建立时间包括一个非常短暂的传播延迟时间，以及将输出转换至最终值近似值所需的时间，然后结合转换从过载条件下恢复，最后稳定在规定误差范围内。为了提高系统的集成度，降低芯片成本，高速参考电压驱动电路，越来越倾向于无片外器件的架构发展。同时，随着工艺节点(泛指在集成电路加工过程中的“特征尺寸”，这个尺寸越小，表示工艺水平越高，常见的有90nm、65nm、45nm、32nm、22nm等等)的不断降低，芯片工作电压也随之降低，因此高速参考电压驱动电路不仅需要满足全片内集成的需求，还要同时满足速度快，功耗低，输出电压小于1V，无源器件少等多种性能要求。现有技术中，尚无此种高速参考电压驱动电路的方案，因此有必要对此进行设计、研发。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种全片内高速参考电压驱动电路，建立速度快(建立时间短)，功耗低，输出电压小于1V，无源器件少，兼容CMOS工艺，面积小，成本低。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种全片内高速参考电压驱动电路，其特征在于，包括：高精度电压电流产生电路和输出驱动电路，其中：所述高精度电压电流产生电路，用于产生高精度电压，作为输出驱动电路的参考电压，用于产生偏置电流，作为输出驱动电路中运算放大器的偏置电流；所述高精度电压电流产生电路，具体包括：启动电路，用于判断第一参考电平vrefpi的电平值，使电路工作在正确的启动工作点，高精度参考电压产生电路，用于产生高精度电压，所述高精度电压包括：具有零温度系数的第一参考电平vrefpi、以及第二参考电平vrefni，电流偏置电路，用于产生偏置电流。进一步，所述启动电路，具体包括：PMOS管M1-M6，反相器I1，电阻R1，所述PMOS管M1-M5的栅极均经过电阻R1后连接第一参考电平vrefpi，所述PMOS管M6的栅极接反相器I1的输出端，所述PMOS管M1的源极与PMOS管M6的源极均接电源电压，所述PMOS管M1的漏极与PMOS管M2的源极相连，所述PMOS管M2的漏极与PMOS管M3的源极相连，所述PMOS管M3的漏极与PMOS管M4的源极相连，所述PMOS管M4的漏极与PMOS管M5的漏极相连，所述PMOS管M4的漏极还与反相器I1的输入端相连，所述PMOS管M5的源极接地，所述PMOS管M6的漏极为启动电路的输出级，连接高精度参考电压产生电路，具体说是高精度参考电压产生电路中运算放大器A1的负极。进一步，所述高精度参考电压产生电路，具体包括：PMOS管M7-M9，电阻R2-R6，运算放大器A1，三极管b1-b2，PMOS管M7-M9的源级均接电源电压，PMOS管M7-M9的栅极均接运算放大器A1的输出级，PMOS管M7的漏极接运算放大器A1的负极，PMOS管M8的漏极接运算放大器A1的正极，PMOS管M9的漏极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地，经过电阻R6、R5分压后，分别输出第一参考电平vrefpi、第二参考电平vrefni，三极管b1和b2的基极和集电极均接地，三极管b1的发射极与PMOS管M7的漏极相连，电阻R2的一端与PMOS管M7的漏极相连，电阻R2的另一端接地，三极管b2的发射极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别与PMOS管M8的漏极、电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端接地。进一步，所述电流偏置电路，具体包括：PMOS管M10-M13，所述PMOS管M10-M13的源极均接电源电压，所述PMOS管M10-M13的栅极均接运算放大器A1的输出级，PMOS管M10-M13的漏极分别产生偏置电流ib1-ib4，输出给输出驱动电路。进一步，所述输出驱动电路，具体包括：运算放大器A2、A3，电平转移MOS管NM1、NM3，输出启动MOS管NM2、NM4，耦合电容C0，电流源I0、I2，第一参考电平vrefpi连接运算放大器A2的正输入端，作为参考电平输入，第二参考电平vrefni连接运算放大器A3的正输入端，作为参考电平输入，运算放大器A2的另一输入端连接电平转移MOS管NM1的源极，运算放大器A3的另一输入端连接电平转移MOS管NM3的源极，运算放大器A2的输出端分别连接电平转移MOS管NM1的栅极、输出启动MOS管NM2的栅极，运算放大器A3的输出端分别连接电平转移MOS管NM3的栅极、输出启动MOS管NM4的栅极，电平转移MOS管NM1的漏极和输出启动MOS管NM2的漏极，均接电源电压VDD，电平转移MOS管NM3的源极经过电流源I0后接地VSS，输出启动MOS管NM4的源极经过电流源I2后接地VSS，耦合电容C0的两端分别连接运算放大器A2、A3的输出端，输出启动MOS管NM2的源极为高速参考电压驱动电路的第一输出电压vrefp，输出启动MOS管NM4的源极为高速参考电压驱动电路的第二输出电压vrefn。本专利技术的有益效果在于：1、所有器件均可在片上实现，可以提高系统的集成度；2、建立速度快(建立时间短)，建立时间小于几微秒，可达到ns(纳秒)量级，能够满足12bit分辨率、160Msps转换速率模数转换器的建立时间要求；3、功耗低，在单通道工作时，参考电压驱动电路的电流为3mA；4、输出电压小于1V，适用于先进深亚微米工艺；5、无源器件少，对于性能有重要影响，可以能会影响电压驱动电路建立精度，占用较大面积的无源器件，仅有电容C0，因此可以降低芯片的成本；6、兼容CMOS工艺，不需要任何特殊器件，面积小，电容电阻等无源器件数目有所减低，从而降低芯片的成本，7、能够提供稳定快速的vrefp和vrefn输出，保证模数转换器的精度，8、此结构尤其适用于差分高速参考电压驱动电路。附图说明图1本专利技术的电路框图。图2高精度电压电流产生电路的电路原理图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全片内高速参考电压驱动电路，其特征在于，包括：高精度电压电流产生电路和输出驱动电路，其中：/n所述高精度电压电流产生电路，用于产生高精度电压，作为输出驱动电路的参考电压，用于产生偏置电流，作为输出驱动电路中运算放大器的偏置电流；/n所述高精度电压电流产生电路，具体包括：/n启动电路，用于判断第一参考电平vrefpi的电平值，使电路工作在正确的启动工作点，/n高精度参考电压产生电路，用于产生高精度电压，所述高精度电压包括：具有零温度系数的第一参考电平vrefpi、以及第二参考电平vrefni，/n电流偏置电路，用于产生偏置电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种全片内高速参考电压驱动电路，其特征在于，包括：高精度电压电流产生电路和输出驱动电路，其中：
所述高精度电压电流产生电路，用于产生高精度电压，作为输出驱动电路的参考电压，用于产生偏置电流，作为输出驱动电路中运算放大器的偏置电流；
所述高精度电压电流产生电路，具体包括：
启动电路，用于判断第一参考电平vrefpi的电平值，使电路工作在正确的启动工作点，
高精度参考电压产生电路，用于产生高精度电压，所述高精度电压包括：具有零温度系数的第一参考电平vrefpi、以及第二参考电平vrefni，
电流偏置电路，用于产生偏置电流。


2.如权利要求1所述的全片内高速参考电压驱动电路，其特征在于：所述启动电路，具体包括：PMOS管M1-M6，反相器I1，电阻R1，
所述PMOS管M1-M5的栅极均经过电阻R1后连接第一参考电平vrefpi，
所述PMOS管M6的栅极接反相器I1的输出端，
所述PMOS管M1的源极与PMOS管M6的源极均接电源电压，
所述PMOS管M1的漏极与PMOS管M2的源极相连，
所述PMOS管M2的漏极与PMOS管M3的源极相连，
所述PMOS管M3的漏极与PMOS管M4的源极相连，
所述PMOS管M4的漏极与PMOS管M5的漏极相连，
所述PMOS管M4的漏极还与反相器I1的输入端相连，
所述PMOS管M5的源极接地，
所述PMOS管M6的漏极为启动电路的输出级，连接高精度参考电压产生电路，具体说是高精度参考电压产生电路中运算放大器A1的负极。


3.如权利要求2所述的全片内高速参考电压驱动电路，其特征在于：所述高精度参考电压产生电路，具体包括：PMOS管M7-M9，电阻R2-R6，运算放大器A1，三极管b1-b2，
PMOS管M7-M9的源级均接电源电压，
PMOS管M7-M9的栅极均接运算放大器A1的输出级，
PMOS管M7的漏极接运算放大器A1的负极，
PMOS管M8的漏极接运算放大器A1的正极，
PMOS管M9的漏极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地，
经...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵喆，吴汉明，
申请(专利权)人：芯创智北京微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11