一种零温度系数的低压欠压锁定电路及方法技术

一种零温度系数的低压欠压锁定电路，其特征在于：所述电路包括分压单元、比较单元、反馈单元和输出单元；其中，所述分压单元，用于生成输入电压的分压；所述比较单元，与所述分压单元、输出单元分别连接，用于基于所述分压生成参考电压并将所述参考电压输出至所述输出单元中；所述反馈单元，用于将所述比较单元生成的正温度系数电流反馈至所述分压单元中，以抵消所述比较单元中晶体管电压的负温度系数；所述输出单元，基于零温度系数的所述参考电压确定输出欠压锁定信号。本发明专利技术方法简单、元件少，大幅降低了欠压锁定电路对于输入电压幅值的要求，使得欠压锁定信号可以在较小的参考电压下进行翻转，实现欠压保护。实现欠压保护。实现欠压保护。

【技术实现步骤摘要】
一种零温度系数的低压欠压锁定电路及方法


[0001]本专利技术涉及集成电路领域，更具体地，涉及一种零温度系数的低压欠压锁定电路及方法。

技术介绍

[0002]UVLO(又称欠压锁定，Under Voltage Lock Out)电路，能够基于供电电压低于芯片或集成电路的开启门限电压时，对电路实现保护。欠压锁定功能可以保证芯片在软启动过程或其他情况导致的供电电压不足时，不会由于后级电路的逻辑混乱造成损坏，因此被广泛的使用在各种集成电路中。
[0003]现有技术中，为了实现对低压信号进行欠压保护，需要采用阈值电压较小的晶体管元件和MOS管元件实现电路中部分功能的实现。然而，使用低阈值的MOS管所需的工艺成本较高，当没有该元件可以使用时，难以生成低压且零温度系数的UVLO阈值电压。
[0004]针对这一问题，亟需一种零温度系数的低压欠压锁定电路及方法。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种零温度系数的低压欠压锁定电路，通过采集比较单元中PMOS管的正温度系数电流，实现对负温度系数的比较单元中三极管电压的补偿，从而使得比较单元准确的生成欠压锁定信号的阈值电压。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]本专利技术第一方面，涉及一种零温度系数的低压欠压锁定电路，其中，电路包括分压单元、比较单元、反馈单元和输出单元；分压单元，用于生成输入电压的分压；比较单元，与分压单元、输出单元分别连接，用于基于分压生成参考电压并将参考电压输出至输出单元中；反馈单元，用于将比较单元生成的正温度系数电流反馈至分压单元中，以抵消比较单元中晶体管电压的负温度系数；输出单元，基于零温度系数的参考电压确定输出欠压锁定信号。
[0008]优选的，比较单元包括第一PMOS管Mp1、第二PMOS管Mp2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、偏置电阻R3；其中，第一PMOS管Mp1源极接入输入电压Vin，栅极、漏极均与第一晶体管Q1的集电极连接；第二PMOS管Mp2的源极接入输入电压Vin，栅极与第一PMOS管的栅极、漏极连接，漏极与第二晶体管Q2的集电极、输出单元的输入端连接；第一三极管Q1的基极、第二三极管Q2的基极分别与分压单元的输出端连接；第一三极管Q1的发射极经过偏置电阻R3后与第二三极管Q2的发射极同时接地。
[0009]优选的，比较单元中第一PMOS管Mp1的栅极、漏极，第二PMOS管Mp2的栅极均与反馈单元的输入端连接。
[0010]优选的，反馈单元中包括第四PMOS管Mp4、第一NMOS管Mn1、第二NMOS管Mn2；其中，第一PMOS管的栅极作为反馈单元的输入端，源极与输入电压Vin连接，漏极与第一NMOS管Mn1的栅极、第二NMOS管Mn2的栅极、漏极分别连接；第一NMOS管Mn1的源极、第二NMOS管Mn2
的源极均接地；第一NMOS管Mn1的漏极作为反馈单元的输出端与分压单元的输出端连接。
[0011]优选的，分压单元包括串联的第一电阻R1和第二电阻R2，且第一电阻R1的一端接入输入电压Vin，第二电阻R2的另一端接地；第一电阻R1与第二电阻R2的连接点作为分压单元的输出，与反馈单元的输出端、比较单元的输入端分别连接。
[0012]优选的，输出单元包括第三PMOS管Mp3和电流源I0；其中，第三PMOS管Mp3的栅极与比较单元的输出端连接，源极接入输入电压Vin，漏极与电流源的一端连接，并作为电路的输出端输出欠压锁定信号；电流源的另一端接地。
[0013]优选的，反馈单元输出的正温度电流抵消比较单元中晶体管产生的负温度电压，使得比较单元输出稳定的参考电压。
[0014]优选的，比较单元中所述第二三极管Q2的基极和发射极之间的阈值电压V
be
≤0.7V。
[0015]优选的，当电路温度发生单位变化时，反馈单元中第一晶体管Q1、第二晶体管Q2满足其中，ΔV
be2
为单位温度下第二三极管Q2的阈值电压降低幅度，ΔV
T
为单位温度下第一三极管Q1、第二三极管Q2的热电压变化度，R1、R2和R3分别为第一电阻R1、第二电阻R2和偏置电阻R3的阻值，n为第一三极管Q1与第二三极管Q2的电流密度之比，a为反馈单元中电流镜的比例系数。
[0016]本专利技术第二方面，涉及一种零温度系数的低压欠压锁定方法，该方法采用如本专利技术第一方面中所述的一种零温度系数的低压欠压锁定电路实现。
[0017]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中一种零温度系数的低压欠压锁定电路，能够通过采集比较单元中PMOS管的正温度系数电流，实现对负温度系数的比较单元中三极管电压的补偿，从而使得比较单元准确的生成欠压锁定信号的阈值电压。本专利技术方法简单、元件少，大幅降低了欠压锁定电路对于输入电压幅值的要求，使得欠压锁定信号可以在较小的参考电压下进行翻转，实现欠压保护。
附图说明
[0018]图1为本专利技术现有技术中一种低压欠压锁定电路的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术一种零温度系数的低压欠压锁定电路的结构示意图；
[0020]图3为本专利技术一种零温度系数的低压欠压锁定电路中欠压保护阈值电压V
TH
随温度变化而变化的示意图；
[0021]图4为本专利技术一种零温度系数的低压欠压锁定电路的另一实施例中欠压保护阈值电压V
TH
随温度变化而变化的示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0023]图1为本专利技术现有技术中一种低压欠压锁定电路的结构示意图。如图1所示，一种欠压锁定电路，可以包括分压单元、比较单元和输出单元。具体来说分压单元由图1中的电阻R1和R2串联组成，并向比较单元中输出输入电压的分压。当比较单元接收到输入电压的
分压后，基于该输入电压的分压实现两条支路中电流的控制。具体来说本专利技术中的比较单元可以采用比较器的方式实现，也就是选用相同的镜像MOS管Mp1和Mp2，并使得两条支路的镜像电流之比为1：1，同时合理选择晶体管以使得比较单元中两条支路的晶体管电流密度之比为n：1，因此，第一晶体管的基极发射极电压之差V
be1
与第二晶体管的基极发射极电压之差V
be2
之间的差异为V
be2
‑
V
be1
＝V
T
·
lnn。其中，V
T
为热电压，V
T
·
lnn/R3为第一支路的电流。可见在该电路中，电阻R4的分压大约为
[0024]对于输出单元来说，如果希望PMOS管Mp3在导通和关断之间执行切换，就必须将该管的导通门限电压设置在以上。对于上述公式来说，V
be2
、V
T
和n等参数的取值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种零温度系数的低压欠压锁定电路，其特征在于：所述电路包括分压单元、比较单元、反馈单元和输出单元；其中，所述分压单元，用于生成输入电压的分压；所述比较单元，与所述分压单元、输出单元分别连接，用于基于所述分压生成参考电压并将所述参考电压输出至所述输出单元中；所述反馈单元，用于将所述比较单元生成的正温度系数电流反馈至所述分压单元中，以抵消所述比较单元中晶体管电压的负温度系数；所述输出单元，基于零温度系数的所述参考电压确定输出欠压锁定信号。2.根据权利要求1中所述的一种零温度系数的低压欠压锁定电路，其特征在于：所述比较单元包括第一PMOS管Mp1、第二PMOS管Mp2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、偏置电阻R3；其中，所述第一PMOS管Mp1源极接入输入电压Vin，栅极、漏极均与第一晶体管Q1的集电极连接；所述第二PMOS管Mp2的源极接入输入电压Vin，栅极与所述第一PMOS管的栅极、漏极连接，漏极与第二晶体管Q2的集电极、输出单元的输入端连接；所述第一三极管Q1的基极、所述第二三极管Q2的基极分别与所述分压单元的输出端连接；所述第一三极管Q1的发射极经过偏置电阻R3后与所述第二三极管Q2的发射极同时接地。3.根据权利要求2中所述的一种零温度系数的低压欠压锁定电路，其特征在于：所述比较单元中第一PMOS管Mp1的栅极、漏极，所述第二PMOS管Mp2的栅极均与所述反馈单元的输入端连接。4.根据权利要求3中所述的一种零温度系数的低压欠压锁定电路，其特征在于：所述反馈单元中包括第四PMOS管Mp4、第一NMOS管Mn1、第二NMOS管Mn2；其中，所述第一PMOS管的栅极作为所述反馈单元的输入端，源极与输入电压Vin连接，漏极与所述第一NMOS管Mn1的栅极、所述第二NMOS管Mn2的栅极、漏极分别连接；所述第一NMOS管Mn1的源极、所述第二NMOS管Mn2的源极均接地；所述第一NMOS管Mn1的漏极作为所述反馈单元的输出端与所述分压单...

【专利技术属性】
技术研发人员：章雨一，于翔，肖飞，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：