一种高压供电的PTAT基准电流源电路制造技术

一种高压供电的PTAT基准电流源电路，包括电流吸收模块和PTAT基准电流产生模块，PTAT基准电流产生模块通过PNP型三极管钳位将温度信号转换成与绝对温度成正比的基准电流输出，采用LDMOS管替换传统结构中的普通MOS管，使得本发明专利技术能够适应高压供电；针对普通MOS替换成LDMOS管导致的由于管子寄生电容变大、输入电压的dv/dt噪声更容易串扰到第四NMOS管栅极而影响输出基准电流的问题，以及LDMOS管栅源电容更大导致开启速度更慢的问题，本发明专利技术还设计了LDMOS分压电流镜与电容噪声滤波结构，不仅能够承受高电压而且减轻了dv/dt噪声的影响，同时利用电流吸收模块抽取PTAT基准电流产生模块的电流，加快了基准电流建立稳定状态的速度。

【技术实现步骤摘要】
一种高压供电的PTAT基准电流源电路
本专利技术属于电子电路
，涉及一种高压供电的PTAT基准电流源电路。
技术介绍
基准电流源被广泛地用在模拟电路系统中，用于决定系统偏置或者提供参考电流信号。在大多数情况下，要求基准电流源的输出电流需要与温度关系很小或者与绝对温度成正比(PTAT)。以PTAT基准电流源为例，PTAT基准电流源会根据温度来调整输出的基准电流，在一定程度上可以补偿温度对电路系统带来的影响。PTAT基准电流源的基本原理是采集三极管的发射结电压来调整输出，由于三极管发射结的电压与温度密切相关，因此当温度变化时，发射结电压也会随之变化，再经过放大、钳位等操作，即可产生与绝对温度成正比的基准电流信号输出。典型的PTAT基准电流源的温度特性曲线如图1所示，由于晶体管总会存在寄生参数，模型的精度也有一定的限制，因此实际的温度特性曲线会有一定的非线性性。传统的PTAT基准电流源大多是针对5V以下的供电电压进行设计，因此通常采用普通的MOS管，但是普通的MOS管无法耐受较高的电压，不适合高压供电。然而在功率电子电路中，供电电压往往在24V甚至36V以上，这种情况下传统的PTAT基准电流源设计已经不再适用，必须换用LDMOS管。LDMOS管与普通MOS管在工艺和参数上都存在很多不同，需要进行专门的设计与优化。因此，在功率电子设备中，针对高压供电的PTAT基准电流源设计显得尤为重要。
技术实现思路
针对传统方案中采用普通MOS管构成的PTAT基准电流源结构无法耐受高电压的问题，本专利技术提出一种高压供电的PTAT基准电流源电路，PTAT基准电流产生模块采用LDMOS管降压结合PNP三极管产生与绝对温度成正比的基准电流，解决了传统结构无法耐受高电压的问题；同时针对将普通MOS替换成LDMOS管带来的dv/dt噪声影响，本专利技术设计了第一电容C来滤除dv/dt带来的噪声；针对LDMOS管开启速度慢的问题，本专利技术设计了电流吸收模块从PTAT基准电流产生模块中抽取电流，从而加速上电启动过程。本专利技术的技术方案为：一种高压供电的PTAT基准电流源电路，包括电流吸收模块和PTAT基准电流产生模块，所述PTAT基准电流产生模块包括第一PNP型三极管、第二PNP型三极管、第二电阻、第一电容、第三PMOS管、第四PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管和第五NMOS管，其中第三PMOS管、第四PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管和第五NMOS管均为LDMOS管，第三PMOS管和第四PMOS管的尺寸比为1:1，第三NMOS管和第四NMOS管的尺寸比为1:1；第一PNP型三极管的基极和集电极互连并连接第二PNP型三极管的基极和第三PMOS管的源极，其发射极连接供电电压；第二PNP型三极管的集电极连接第四PMOS管的源极，其发射极通过第二电阻后连接供电电压；第三NMOS管的栅极连接第四NMOS管的栅极和漏极、第四PMOS管的漏极以及第五NMOS管的栅极并通过第一电容后接地，其漏极连接第三PMOS管的栅极和漏极以及第四PMOS管的栅极，其源极连接第四NMOS管和第五NMOS管的源极并接地；第五NMOS管的漏极输出与绝对温度成正比的基准电流；所述电流吸收模块包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管和第一电阻，其中第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管为LDMOS管；第二PMOS管的栅极连接第一PMOS管的栅极和漏极以及第一NMOS管的漏极，其源极连接第一PMOS管的源极并连接供电电压，其漏极连接第二NMOS管的栅极和漏极、第一NMOS管的栅极以及所述PTAT基准电流产生模块中第一PNP型三极管的集电极；第一PMOS管的尺寸大于第二PMOS管的尺寸使得所述电流吸收模块能够从所述PTAT基准电流产生模块中第一PNP型三极管的集电极抽取电流；第一电阻一端连接第一NMOS管和第二NMOS管的源极，另一端接地。具体的，通过调整第一电阻的电阻值能够控制所述电流吸收模块从第一PNP型三极管集电极抽取的电流，第一电阻的电阻值越大抽取的电流越小，同时第一电阻用于分担高压供电的电压降；第一电阻选择多晶硅电阻或阱电阻实现。具体的，设置第一PMOS管和第二PMOS管的尺寸比为1.5:1。本专利技术的有益效果为：本专利技术采用LDMOS管适应高压供电，解决了普通MOS管构成的PTAT基准电流源结构存在的耐压问题；设计了第一电容C构成噪声滤波结构，能够很好地抵抗供电电压跳变带来的dv/dt噪声影响；利用电流吸收模块抽取PTAT基准电流产生模块的电流，加快了基准电流建立稳定状态的速度。附图说明图1为传统PTAT基准电流源的温度特性曲线图。图2为本专利技术提出的一种高压供电的PTAT基准电流源电路的具体结构示意图。图3为本专利技术提出的一种高压供电的PTAT基准电流源在掉电时的工作波形图，其中图3中(a)为没有设置第一电容C进行滤波时的波形图，图3中(b)为设置了第一电容C进行滤波后的波形图。图4为本专利技术提出的一种高压供电的PTAT基准电流源在上电时的工作波形图，其中图4中(a)为没有设置电流吸收模块时的波形图，图4中(b)为设置了电流吸收模块后的波形图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细的描述。如图2所示是本专利技术提出的一种高压供电的PTAT基准电流源电路，包括电流吸收模块和PTAT基准电流产生模块，其中PTAT基准电流产生模块包括第一PNP型三极管Q1、第二PNP型三极管Q2、第二电阻R2、第一电容C、第三PMOS管P3、第四PMOS管P4、第三NMOS管N3、第四NMOS管N4和第五NMOS管N5，第一PNP型三极管Q1的基极和集电极互连并连接第二PNP型三极管Q2的基极和第三PMOS管P3的源极，其发射极连接供电电压VCC；第二PNP型三极管Q2的集电极连接第四PMOS管P4的源极，其发射极通过第二电阻R2后连接供电电压VCC；第三NMOS管N3的栅极连接第四NMOS管N4的栅极和漏极、第四PMOS管P4的漏极以及第五NMOS管N5的栅极并通过第一电容C后接地，其漏极连接第三PMOS管P3的栅极和漏极以及第四PMOS管P4的栅极，其源极连接第四NMOS管N4和第五NMOS管N5的源极并接地；第五NMOS管N5的漏极输出与绝对温度成正比的基准电流。PTAT基准电流产生模块中第三PMOS管P3、第四PMOS管P4、第三NMOS管N3、第四NMOS管N4和第五NMOS管N5均为LDMOS管，利用LDMOS管承受高压供电，结合PNP型三极管发射结的电压与温度密切相关的特性，通过PNP型三极管钳位将温度信号转换成与绝对温度成正比的基准电流输出。第三PMOS管P3、第四PMOS管P4、第三NMOS管N3和第四NMOS管N4形成了自举结构，第三PMOS管P3和第四PMOS管P4的尺寸比设置为1:1，第三NMOS管N3和第四N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压供电的PTAT基准电流源电路，其特征在于，包括电流吸收模块和PTAT基准电流产生模块，/n所述PTAT基准电流产生模块包括第一PNP型三极管、第二PNP型三极管、第二电阻、第一电容、第三PMOS管、第四PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管和第五NMOS管，其中第三PMOS管、第四PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管和第五NMOS管均为LDMOS管，第三PMOS管和第四PMOS管的尺寸比为1:1，第三NMOS管和第四NMOS管的尺寸比为1:1；/n第一PNP型三极管的基极和集电极互连并连接第二PNP型三极管的基极和第三PMOS管的源极，其发射极连接供电电压；/n第二PNP型三极管的集电极连接第四PMOS管的源极，其发射极通过第二电阻后连接供电电压；/n第三NMOS管的栅极连接第四NMOS管的栅极和漏极、第四PMOS管的漏极以及第五NMOS管的栅极并通过第一电容后接地，其漏极连接第三PMOS管的栅极和漏极以及第四PMOS管的栅极，其源极连接第四NMOS管和第五NMOS管的源极并接地；/n第五NMOS管的漏极输出与绝对温度成正比的基准电流；/n所述电流吸收模块包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管和第一电阻，其中第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管为LDMOS管；/n第二PMOS管的栅极连接第一PMOS管的栅极和漏极以及第一NMOS管的漏极，其源极连接第一PMOS管的源极并连接供电电压，其漏极连接第二NMOS管的栅极和漏极、第一NMOS管的栅极以及所述PTAT基准电流产生模块中第一PNP型三极管的集电极；/n第一PMOS管的尺寸大于第二PMOS管的尺寸使得所述电流吸收模块能够从所述PTAT基准电流产生模块中第一PNP型三极管的集电极抽取电流；/n第一电阻一端连接第一NMOS管和第二NMOS管的源极，另一端接地。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高压供电的PTAT基准电流源电路，其特征在于，包括电流吸收模块和PTAT基准电流产生模块，
所述PTAT基准电流产生模块包括第一PNP型三极管、第二PNP型三极管、第二电阻、第一电容、第三PMOS管、第四PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管和第五NMOS管，其中第三PMOS管、第四PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管和第五NMOS管均为LDMOS管，第三PMOS管和第四PMOS管的尺寸比为1:1，第三NMOS管和第四NMOS管的尺寸比为1:1；
第一PNP型三极管的基极和集电极互连并连接第二PNP型三极管的基极和第三PMOS管的源极，其发射极连接供电电压；
第二PNP型三极管的集电极连接第四PMOS管的源极，其发射极通过第二电阻后连接供电电压；
第三NMOS管的栅极连接第四NMOS管的栅极和漏极、第四PMOS管的漏极以及第五NMOS管的栅极并通过第一电容后接地，其漏极连接第三PMOS管的栅极和漏极以及第四PMOS管的栅极，其源极连接第四NMOS管和第五NMOS管的源极并接地；
第五NMOS管的漏极输出与绝对温度成正比的基准电流；
所述电流吸收模块包括第一PMOS管、第二PM...

【专利技术属性】
技术研发人员：石峰，连颖，任俊，黄亮，
申请(专利权)人：北京新雷能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11