一种低功耗低温度系数电压基准源制造技术

技术编号:8215239 阅读:220 留言:0更新日期:2013-01-17 11:57
本发明专利技术公开了一种低功耗低温度系数的电压基准源,涉及电源电压技术领域,包括补偿电流产生电路和一阶温度补偿电路,所述补偿电流产生电路的补偿电流由工作在亚阈区的NMOS管提供,一阶温度补偿电路由增强型NMOS管和耗尽型NMOS管组成,补偿电流产生电路与一阶补偿电路相连接,由补偿电流产生电路中工作在亚阈区的耗尽型NMOS管为一阶补偿电路引入补偿电流,从而输出低温度系数的基准电压。本发明专利技术通过在基准电压温度曲线上新增加一个零温度系数点,使得该基准模块具有很好的温度稳定性,同时,该电压基准源还具有低功耗等特点,可以工作在低电源电压下,并适用于模拟集成电路,高精度数模转换电路以及纯数字集成电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源电压
,确切地说涉及一种低功耗低温度系数电压基准源
技术介绍
在模拟、数模混合、甚至纯数字电路中都需要高电源抑制比、低温度系数的高精度电压基准源。电压基准源的稳定性直接决定了电路性能的优劣。描述电压基准源稳定性的指标主要有电源抑制比、温度系数等。为了满足电路在恶劣的外界温度环境下正常工作的要求以及提高电源利用效率,电压基准必须具有高的温度稳定性、高的电源抑制比和低功耗等特点。 而针对电池供电器件中的基准电压模块,其特点须为供电电压低、芯片面积小和提供低基准输出电压。传统的带隙基准源采用一阶温度补偿,主要靠负温度系数的Vbe和正温系数的Vr来实现。在忽略Vbe非线性的情况下,一阶温度系数通常限制在20-100ppm/°C。尽管高阶补偿技术的引用,可以改善其温度稳定性,但同时由于带隙基准的输出电压在I. 25V左右,导致带隙基准源不可能在较低的供电电压下工作。带隙基准源,其电路结构的复杂度也阻碍了芯片面积的小型化和功耗的降低。
技术实现思路
本专利技术为解决上述现有技术中所存在的基准源供电电压较高,提供的基准输出电压较高,功耗较高,结构较为复杂等技术问题,提出了一种低功耗低温度系数的电压基准源。本专利技术是通过采用下述技术方案实现的 一种低功耗低温度系数的电压基准源,包括补偿电流产生电路和一阶温度补偿电路,其特征在于所述补偿电流产生电路的补偿电流由工作在亚阈区的NMOS管提供,一阶温度补偿电路由增强型NMOS管和耗尽型NMOS管组成,补偿电流产生电路与一阶补偿电路相连接,由补偿电流产生电路中工作在亚阈区的耗尽型NMOS管为一阶补偿电路引入补偿电流,从而输出低温度系数的基准电压。所述补偿电流产生电路,包括耗尽型NMOS管MDl,增强型NMOS管MEO和MEl ;其中,耗尽型NMOS管MDl的漏极接外接电源电压,耗尽型NMOS管MDl的栅极接地,耗尽型NMOS管MDl的源极、增强型NMOS管MEO的漏极和栅极与增强型NMOS管MEl的栅极相连并作为节点A,增强型NMOS管MEO的源极接地,增强型NMOS管MEl的源极接地,增强型NMOS管MEl的漏极作为节点V册。所述一阶温度补偿电路,包括耗尽型NMOS管MD2,增强型NMOS管ME2。其中,耗尽型NMOS管MD2的漏极接电源电压;耗尽型NMOS管MD2的栅极和源极,增强型NMOS管ME2的栅极和漏极与增强型NMOS管的MEl的漏极相连接于节点V勝,增强型NMOS管ME2的源极接地。与现有技术相比,本专利技术所达到的技术效果如下 I、本专利技术中,采用所述补偿电流产生电路的补偿电流由工作在亚阈区的NMOS管提供,一阶温度补偿电路由增强型NMOS管和耗尽型NMOS管组成,补偿电流产生电路与一阶补偿电路相连接,由补偿电流产生电路中工作在亚阈区的耗尽型NMOS管为一阶补偿电路引入补偿电流这样的结构方式,解决了现有技术中所存在的基准源供电电压较高,提供的基准 输出电压较高,功耗较高,结构较为复杂等技术问题。具体地,通过在基准电压温度曲线上新增加一个零温度系数点,使得该基准模块具有很好的温度稳定性。由于该电压基准源结构简单,采用管子数目极少,因此不仅带来了功耗的降低,也实现了芯片面积的小型化和结构的简单化。同时,该结构不同于带隙基准,补偿电流产生电路以及一阶温度补偿电路电源到地的通路上,仅存在一个增强型NMOS管和一个耗尽型NMOS管,因此本专利技术基准源可以工作在低电源电压下,并提供较低的基准电压。本专利技术适用于模拟集成电路,高精度数模转换电路以及纯数字集成电路。2、本专利技术中,所采用的补偿电流产生电路由工作在亚阈区的耗尽型NMOS管和两个工作在亚阈区的增强型NMOS管组成,其中耗尽型NMOS管和一个增强型NMOS管均工作在亚阈区,产生补偿电流。所产生的补偿电流被另外一个工作在亚阈区的增强型NMOS管镜像。所镜像的补偿电流与一阶补偿电路相结合,使得基准电压在温度较高时新增加了一个零温度系数点,从而提高了基准电压源的温度稳定性。与其他补偿电流产生电路相比,本专利技术中的补偿电流产生电路具有结构极其简单的特点。3、本专利技术中,所采用的一阶温度补偿电路由栅源短接的耗尽型NMOS管和二极管接法的增强型NMOS管组成,为基准源产生了一个零温度系数点。该一阶温度补偿电路与补偿电流产生电路相结合,使得该基准源在整个温度范围内,实现了更好的温度稳定性。与其他一阶温度补偿电路相比,本专利技术所涉及的一阶温度补偿电路具有结构及其简单的特点。附图说明下面将结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明,其中 图I为本专利技术的低功耗低温度系数的电压基准源电路示意 图2为本专利技术的低功耗低温度系数的电压基准源不同供电电压的输出电压温度特性 图3为本专利技术的低功耗低温度系数的电压基准源电源抑制比特性图。具体实施例方式实施例I作为本专利技术的一较佳实施方式,本专利技术公开了一种低功耗低温度系数的电压基准源,包括补偿电流产生电路和一阶温度补偿电路,所述补偿电流产生电路的补偿电流由工作在亚阈区的NMOS管提供,一阶温度补偿电路由增强型NMOS管和耗尽型NMOS管组成,补偿电流产生电路与一阶补偿电路相连接,由补偿电流产生电路中工作在亚阈区的耗尽型NMOS管为一阶补偿电路引入补偿电流,从而输出低温度系数的基准电压。实施例2 作为本专利技术的最佳实施方式,下面将结合说明书附图予以具体说明 本专利技术所述低功耗低温度系数电压基准源电路示意图如图I所示。其中,补偿电流产生电路,包括耗尽型NMOS管MDl,增强型NMOS管ME0、ME1。其中,耗尽型NMOS管MDl的漏极接外接电源电压,耗尽型NMOS管MDl的栅极接地,耗尽型NMOS管MDl的源极、增强型NMOS管MEO的漏极和栅极与增强型NMOS管MEl的栅极相连并作为节点A,增强型NMOS管MEO的源极接地,增强型NMOS管MEl的源极接地,增强型NMOS管MEl的漏极作为节点Fxef。由于增强型NMOS管MEO的栅源电压 ^gsCMEO) > O ,导致耗尽型NMOS管MDl的栅源电压^gs(MlXO <,因此mdI和ME0工作在亚阈区。流过MDl和MEO的电流被MEl镜像#倍后作为补偿电流/e 权利要求1.一种低功耗低温度系数的电压基准源,包括补偿电流产生电路和一阶温度补偿电路,其特征在于所述补偿电流产生电路的补偿电流由工作在亚阈区的NMOS管提供,一阶温度补偿电路由增强型NMOS管和耗尽型NMOS管组成,补偿电流产生电路与一阶补偿电路相连接,由补偿电流产生电路中工作在亚阈区的耗尽型NMOS管为一阶补偿电路引入补偿电流。2.根据权利要求I所述的一种低功耗低温度系数的电压基准源,其特征在于所述补偿电流产生电路,包括耗尽型NMOS管MDl,增强型NMOS管MEO和MEl ;其中,耗尽型NMOS管MDl的漏极接外接电源电压,耗尽型NMOS管MDl的栅极接地,耗尽型NMOS管MDl的源极、增强型NMOS管MEO的漏极和栅极与增强型NMOS管MEl的栅极相连并作为节点A,增强型NMOS管MEO的源极接地,增强型NMOS管MEl的源极接地,增强型NMOS管MEl的漏极作为节占P 9REF。3.根据权利要求I或2所述的一种低功耗低温度系数的电压基准源,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗低温度系数的电压基准源,包括补偿电流产生电路和一阶温度补偿电路,其特征在于:所述补偿电流产生电路的补偿电流由工作在亚阈区的NMOS管提供,一阶温度补偿电路由增强型NMOS管和耗尽型NMOS管组成,补偿电流产生电路与一阶补偿电路相连接,由补偿电流产生电路中工作在亚阈区的耗尽型NMOS管为一阶补偿电路引入补偿电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:甄少伟龚靖龚剑胡烽罗萍贺雅娟张波
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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