纯MOS结构高精度电压基准源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种纯MOS结构高精度电压基准源，包括电流产生电路、自偏置电路和BGR启动电路；所述BGR启动电路，用于启动所述自偏置电路；所述电流产生电路，用于产生偏置电流；所述自偏置电路连接所述电流产生电路，用于产生基准电压。本实用新型专利技术一种纯MOS结构高精度电压基准源，不包括三极管，只包括NMOS管、PMOS管和电阻，电路简单，容易实现，无需利用CMOS工艺中的寄生三极管，也无需带隙基准源要求的高增益运放，因而功耗低，占用面积小，并有两种基准选择。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

纯MOS结构高精度电压基准源
本技术属于模拟集成基准源电路
，具体涉及一种纯MOS结构的高性能电压基准源。
技术介绍
利用CMOS工艺中的寄生三极管来实现带隙基准，存在面积过大，功耗较高等问题。从而更多工程师将研究利用纯CMOS工艺技术来实现电压或电流基准作为主要方向，并取得了一些成果。目前利用纯CMOS器件实现电压基准主要有三种一种是利用MOS器件亚阈值指数特性；一种是基于MOS器件的阈值电压；另一种是基于MOS器件栅源电压差的基准。第一种要求某些MOS器件工作在亚阈值区，对工艺和电路结构设计要求高，工艺角偏差也比较大；第二种需要在同一硅片上实现增强型和耗尽型MOS器件，对工艺同样有特殊要求，随工艺角偏差很大；第三种利用MOS器件的栅源电压差来实现基准，对工艺没有特殊要求，但是需要稳定的外围偏置电路同时工艺角偏差仍然很大。第二种虽然需要相应工艺支持，但是利用耗尽型MOS器件来产生电压基准会减少相应的启动电路，同时电路简单，并可实现较低电源电压的电源基准。综上所述，相对于传统带隙基准，纯MOS结构的基准最大的缺陷在于其所依赖的工艺参数波动较大，因此对输出电压绝对值难以准确控制，需要相应的调节模块来进行电压值和温度特性调节。.E. Vittoz and J. Fellrath, "CMOS analog integrated circuits based on weakinversion operation," IEEE Journal of Solid-State Circuits,vol. SC-12,no. 3, pp. 224-231, Jun. 1977. H. -J. Song and C. -K. Kim, "A temperature-stabilized SOI voltage referencebased on threshold voltage difference between enhancement and depletionNMOSFETs,，，IEEE Journal of Sol id-State Circuits, vol. 28, no. 6, pp. 671-667，Jun. 1993.. K. N. Leung and P. K. Mok, "A CMOS Voltage Reference Based on Weighted Δ VGS for CMOS Low-Dropout Linear Regulators, ” IEEE Journal of Solid-StateCircuits, vol. 38, no. 1, January 2003.
技术实现思路
本技术的目的在于提供了一种无需利用寄生三极管，就可以得到高电源噪声抑制比，快速恢复，并可多路选择的纯MOS结构高精度电压基准源。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案一种纯MOS结构高精度电压基准源，包括电流产生电路、自偏置电路和BGR启动电路；所述BGR启动电路，用于启动所述所述电流产生电路或自偏置电路；所述电流产生电路，用于产生偏置电流；所述自偏置电路连接所述电流产生电路，用于产生基准电压。所述自偏置电路由15个MOS管、电阻Rl和电阻R2组成；PMOS管M16、M3、M4的源极和电阻R2的一端连接直流电源VDD，电阻R2的另一端连接PMOS管M7的源极；PMOS管 M16的漏极和NMOS管Ml的漏极连接所述电流产生电路；NMOS管Ml的漏极、NMOS管M2的栅极、NMOS管M13的栅极、NMOS管Mll的栅极、NMOS管M14的栅极、NMOS管M12的栅极共接作为第一基准电压输出端；NMOS管Ml的源极连接NMOS管M2的漏极，NMOS管M2的源极接公共地端VSS ；PMOS管M3的漏极连接PMOS管M5的源极，PMOS管M5的漏极、NMOS管M8的漏极、NMOS管M8的栅极共接，NMOS管M8的源极与公共地端VSS之间设置一电阻Rl ；PMOS 管M4的漏极连接PMOS管M6的源极；PMOS管M6的漏极、NMOS管M9的漏极和NMOS管Mll 的漏极共接；NMOS管M9的源极、NMOS管Mll源极和NMOS管M13的漏极共接；NMOS管M13 的源极接公共地端VSS ；PMOS管M7的漏极、NMOS管MlO的漏极和NMOS管M12的漏极共接； NMOS管MlO的源极、NMOS管M12源极和NMOS管M14的漏极共接；NMOS管M14的源极接公共地端VSS ；PMOS管M16的栅极、PMOS管M3的栅极、PMOS管M4的栅极、PMOS管M6的漏极共接；PMOS管M5的栅极、PMOS管M6的栅极、PMOS管M7的栅极、PMOS管M7的漏极共接；匪OS 管Ml的栅极、NMOS管M8的栅极、NMOS管M9的栅极、NMOS管MlO的栅极共接作为第二基准电压输出端。所述电流产生电路为一个电压控制电流源。所述电压控制电流源为一个MOS管M15。所述MOS管M15为耗尽型NMOS管M15或耗尽型PMOS管M15。所述NMOS管M15的漏极连接所述PMOS管M16的漏极，所述NMOS管M15的源极连接所述NMOS管Ml的漏极，所述NMOS管M15的栅极连接所述NMOS管M15的源极、NMOS管 Ml的源极或公共地端VSS。所述BGR启动电路由一个匪OS管Mstart构成；所述匪OS管Mstart的漏极连接直流电源VDD，NMOS管Mstart的源极连接NMOS管M15的漏极或NMOS管M2的栅极，NMOS 管Mstart的栅极连接所述PMOS管M16的栅极。所述MOS管Ml5的栅极电压彡OV0所述PMOS管M16工作在线性区或饱和区。与现有技术相比，本技术具有以下优点本技术一种纯MOS结构高精度电压基准源，不包括三极管，只包括匪OS管、PMOS管和电阻，电路简单，容易实现，无需利用 CMOS工艺中的寄生三极管，也无需带隙基准源要求的高增益运放，因而功耗低，占用面积小，并有两种基准选择。附图说明图1为本技术一种纯MOS结构高精度电压基准源的电路结构图；图2为本技术一种纯MOS结构高精度电压基准源的应用电路；图3为本技术的电压偏置及电压基准应用电路。具体实施方式本技术提出的电压基准源整体电路如图1所示，它由电流产生电路1、自偏置5电路2和BGR启动电路3构成；其中电流产生电路1由耗尽型MOS管Ml5构成；自偏置电路2由MOS管Ml M14，M16和电阻R1，R2构成，其中Mil和M12是自偏置电路2的启动器件；PMOS管M16、M3、M4的源极和电阻R2的一端连接直流电源VDD，电阻 R2的另一端连接PMOS管M7的源极；PMOS管M16的漏极连接所述NMOS管M15的漏极；NMOS 管M15的栅极、NMOS管M15的源极、NMOS管Ml的漏极、NMOS管M2的栅极、NMOS管M13的栅极、NMOS管Mll的栅极、NMOS管M14的栅极、NMOS管M12的栅极共接作为第一基准电压输出端vbjiinl ；NMOS管Ml的源极连接NMOS管M2的漏极，NMOS管M2的源极接公共地端VSS ； PMOS管M3的漏极连接PMOS管M5的源极，PMOS管本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种纯ＭＯＳ结构高精度电压基准源，其特征在于：包括电流产生电路（１）、自偏置电路（２）和ＢＧＲ启动电路（３）；所述ＢＧＲ启动电路（３），用于启动所述电流产生电路（１）或自偏置电路（２）；所述电流产生电路（１），用于产生偏置电流；所述自偏置电路（２）连接所述电流产生电路（１），用于产生基准电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张启东，
申请(专利权)人：山东华芯半导体有限公司，
类型：实用新型
国别省市：88