低功耗的带隙基准电路、芯片及电子设备制造技术

本发明专利技术公开一种低功耗的带隙基准电路、芯片及电子设备，其中，本发明专利技术技术方案为由第一电源以及均与所述第一电源连接的带隙基准核心模块、PN结支路、上拉模块、自偏置电流模块、电流注入模块和启动判断模块组成的低功耗的带隙基准电路；通过启动判断模块在第一电源上电时，对公共节点的带隙基准电压是否低于带隙基准参考电压的判断，输出对应控制信号，指示各模块的工作状态。本发明专利技术技术方案可使所述的低功耗的带隙基准电路在不增加额外的电流的情况下，减小工艺\电压\温度对启动电路正常工作的影响，产生适用于电压模和电流模的带隙基准电压，能够适应电源电压的快速上电和缓慢上电。电。电。

【技术实现步骤摘要】
低功耗的带隙基准电路、芯片及电子设备


[0001]本专利技术涉及集成电路技术的
，尤其涉及一种低功耗的带隙基准电路、芯片及电子设备。

技术介绍

[0002]在各种电子设备中，带隙基准电路是模拟电路中必不可少的单元模块，它为其他电路提供不随温度和电源电压变化的基准电压，或由基准电压转变得到的基准电流。目前常用的带隙基准电路有电压模和电流模两种实现形式，这两种实现形式的带隙基准电路都有概率存在启动问题，即都存在有多个工作状态，或称为多个简并点的问题。
[0003]现有的启动电路一般有2种方案：第一种是使用通用启动电路打破整体电路零电流的状态，即从带隙基准电路偏置一路电流与一个期望参考电流(该期望电流大小一般与正常工作时的带隙基准电流相同)，根据结果决定是否启动下拉晶体管，打破当前工作状态；第二种是使用通用启动电路(第一启动电路)打破整体电路零电流的状态，然后把带隙产生的基准电压或其分压与期望电压比较或者把带隙基准的三极管处电压与一个期望电压比较，根据结果决定是否上拉三极管的集电极电压。前者增加了一路用于比较的参考电流，功耗增加；下拉晶体管若下拉栅极太快，电流迅速增加，此时运算放大器尚未建立，也有可能启动失败。后者电路会新增电压比较器，并且要求此比较器的转折电平要与正常工作时的比较点电压相等，会增加生产时的器件面积和成本，并且在不同的PVT(工艺\电压\温度)下转折点电压偏差较大，在某些极端情况下甚至导致启动电路失效。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提供一种低功耗的带隙基准电路，旨在在不增加额外的电流的情况下，减小工艺\电压\温度对启动电路正常工作的影响，产生适用于电压模和电流模的带隙基准电压，能够适应电源电压的快速上电和缓慢上电。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出了一种低功耗的带隙基准电路，所述低功耗的带隙基准电路包括第一电源以及均与所述第一电源连接的带隙基准核心模块、PN结支路、上拉模块、自偏置电流模块、电流注入模块和启动判断模块；
[0006]所述PN结支路的电压输出端与所述带隙基准核心模块的负向运放输入端相连；
[0007]所述上拉模块的电压输出端、所述自偏置电流模块的电压输出端、所述启动判断模块的电压输入端相互连接于一公共节点；
[0008]所述自偏置电流模块的偏置电流端与所述电流注入模块的偏置电流端、所述带隙基准核心模块的运放输出端相连；
[0009]所述电流注入模块的电压输出端与所述带隙基准核心模块的正向运放输入端相连；
[0010]所述启动判断模块的指令信号端与所述PN结支路的指令输入端、所述上拉模块的第一指令输入端和第二指令输入端、所述自偏置电流模块的指令输入端、所述电流注入模
块的指令输入端相连；
[0011]所述启动判断模块，用于在第一电源上电，且所述公共节点的带隙基准电压低于带隙基准参考电压时，指令信号端输出第一控制信号，在所述公共节点的带隙基准电压不低于带隙基准参考电压时，指令信号端输出第二控制信号；
[0012]所述PN结支路用于在接收到第一控制信号时，模拟所述带隙基准核心模块正常工作时的第一电压，并输出第一电压至所述带隙基准核心模块的负向运放输入端；
[0013]所述上拉模块，用于在接收到第一控制信号时，上拉所述公共节点的带隙基准电压，直至不低于带隙基准参考电压；
[0014]所述自偏置电流模块，用于在接收到第一控制信号时，对所述第一电源输出的电源信号进行电流偏置并输出；
[0015]所述电流注入模块，用于在接收到第一控制信号时，将所述自偏置电流模块输出的电流进行镜像复制，并输出与所述第一偏置电流对应的第二电压至所述带隙基准核心模块的正向运放输入端；
[0016]所述带隙基准核心模块，用于根据所述第一电压和所述第二电压进行工作；
[0017]在接收到第二控制信号时，所述PN结支路、所述上拉模块、所述自偏置电流模块、所述电流注入模块停止工作。
[0018]可选地，所述PN结支路包括第一电阻、第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件；所述第一开关器件的栅极与所述第二开关器件的栅极相连，并为所述PN结支路的指令输入端，所述第一开关器件的源极与所述第一电阻的第二端相连，所述第一开关器件的漏极与所述第二开关器件的源极相连；第二开关器件的漏极为所述PN结支路的电压输出端；所述第三开关器件的基极与所述第三开关器件的发射极相连，所述第三开关器件的集电极与地端相连；所述第一电阻的第一端与第一电源相连。
[0019]可选地，所述带隙基准核心模块包括运算放大器、第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件、第七开关器件、第八开关器件、第九开关器件、第十开关器件、第二电阻、第三电阻；所述第四开关器件的栅极、所述第五开关器件的栅极、所述第六开关器件的栅极、所述第七开关器件的栅极与所述运算放大器的运放输出端相连，并为所述带隙基准核心模块的运放输出端；所述第四开关器件的源极、所述第五开关器件的源极、所述第六开关器件的源极、所述第七开关器件的源极与所述第一电源相连；所述第四开关器件的漏极与所述运算放大器的供电端相连；所述第五开关器件的漏极与所述第八开关器件的集电极相连，并为所述带隙基准核心模块的负向运放输入端；所述第六开关器件的漏极与所述第二电阻的第一端相连，并为所述带隙基准核心模块的正向运放输入端；所述第七开关器件的漏极与所述第三电阻的第一端相连；所述第八开关器件的基极与所述第八开关器件的发射极相连；所述第九开关器件的基极与所述第九开关器件的发射极相连，所述第九开关器件的集电极与所述第二电阻的第二端；所述第十开关器件的基极与所述第十开关器件的发射极相连，所述第十开关器件的集电极与所述第三电阻的第二端；所述第八开关器件的发射极、所述第九开关器件的发射极、所述第十开关器件的发射极共地。
[0020]可选地，所述上拉模块包括第十一开关器件、第十二开关器件，所述第十一开关器件的栅极为所述上拉模块的第一指令输入端，所述第十一开关器件的源极与所述第一电源相连，所述第十一开关器件的漏极与所述第十二开关器件的源极相连；所述第十二开关器
件的栅极为所述上拉模块的第二指令输入端，所述第十二开关器件的源极为所述上拉模块的电压输出端。
[0021]可选地，所述自偏置电流模块包括第十三开关器件、第十四开关器件、第十五开关器件、第十六开关器件、第十七开关器件、第四电阻；所述第十三开关器件的栅极为所述自偏置电流模块的偏置电流端，并与所述第十三开关器件的漏极、所述第十四开关器件的漏极，所述第十三开关器件的源极、所述第十四开关器件的源极与第一电源相连，所述第十三开关器件的漏极与第十五开关管的漏极相连；所述第十四开关器件的漏极与所述第十六器件的源极；所述第十五开关器件的栅极所述自偏置电流模块的电压输出端，所述第十五开关器件的源极与第四电阻的第一端相连；所述第十六开关器件的栅极为所述自偏置电流模块的指令输入端，所述第十六开关器件的漏极与所述第十七开关器件的栅极、所述第十七开关器件的漏极相连；所述第十七本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低功耗的带隙基准电路，其特征在于，所述低功耗的带隙基准电路包括第一电源以及均与所述第一电源连接的带隙基准核心模块、PN结支路、上拉模块、自偏置电流模块、电流注入模块和启动判断模块；所述PN结支路的电压输出端与所述带隙基准核心模块的负向运放输入端相连；所述上拉模块的电压输出端、所述自偏置电流模块的电压输出端、所述启动判断模块的电压输入端、所述带隙基准核心模块的带隙基准电压端相互连接于一公共节点；所述自偏置电流模块的偏置电流端与所述电流注入模块的偏置电流端、所述带隙基准核心模块的运放输出端相连；所述电流注入模块的电压输出端与所述带隙基准核心模块的正向运放输入端相连；所述启动判断模块的指令信号端与所述PN结支路的指令输入端、所述上拉模块的第一指令输入端和第二指令输入端、所述自偏置电流模块的指令输入端、所述电流注入模块的指令输入端相连；所述启动判断模块，用于在第一电源上电，且所述公共节点的带隙基准电压低于带隙基准参考电压时，指令信号端输出第一控制信号，在所述公共节点的带隙基准电压不低于带隙基准参考电压时，指令信号端输出第二控制信号；所述PN结支路用于在接收到第一控制信号时，模拟所述带隙基准核心模块正常工作时的第一电压，并输出第一电压至所述带隙基准核心模块的负向运放输入端；所述上拉模块，用于在接收到第一控制信号时，上拉所述公共节点的带隙基准电压，直至不低于带隙基准参考电压；所述自偏置电流模块，用于在接收到第一控制信号时，对所述第一电源输出的电源信号进行电流偏置并输出；所述电流注入模块，用于在接收到第一控制信号时，将所述自偏置电流模块输出的电流进行镜像复制，并输出与所述第一偏置电流对应的第二电压至所述带隙基准核心模块的正向运放输入端；所述带隙基准核心模块，用于根据所述第一电压和所述第二电压进行工作；在接收到第二控制信号时，所述PN结支路、所述上拉模块、所述自偏置电流模块、所述电流注入模块停止工作。2.如权利要求1所述的低功耗的带隙基准电路，其特征在于，所述PN结支路包括第一电阻、第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件；所述第一开关器件的栅极与所述第二开关器件的栅极相连，并为所述PN结支路的指令输入端，所述第一开关器件的源极与所述第一电阻的第二端相连，所述第一开关器件的漏极与所述第二开关器件的源极相连；第二开关器件的漏极为所述PN结支路的电压输出端；所述第三开关器件的基极与所述第三开关器件的发射极相连，所述第三开关器件的集电极与地端相连；所述第一电阻的第一端与第一电源相连。3.如权利要求1所述的低功耗的带隙基准电路，其特征在于，所述带隙基准核心模块包括运算放大器、第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件、第七开关器件、第八开关器件、第九开关器件、第十开关器件、第二电阻、第三电阻；所述第四开关器件的栅极、所述第五开关器件的栅极、所述第六开关器件的栅极、所述第七开关器件的栅极与所述运算放大器的运放输出端相连，并为所述带隙基准核心模块的运放输出端；所述第四开关器件的源
极、所述第五开关器件的源极、所述第六开关器件的源极、所述第七开关器件的源极与所述第一电源相连；所述第四开关器件的漏极与所述运算放大器的供电端相连；所述第五开关器件的漏极与所述第八开关器件的集电极相连，并为所述带隙基准核心模块的负向运放输入端；所述第六开关器件的漏极与所述第二电阻的第一端相连，并为所述带隙基准核心模块的正向运放输入端；所述第七开关器件的漏极与所述第三电阻的第一端相连；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志辉，
申请(专利权)人：辰芯半导体深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：