[发明专利]一种低压低功耗CMOS电压源

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种低压低功耗CMOS电压源。

背景技术

电压源是集成电路中非常重要的基本电路之一，它为芯片中其他模块的正常工作提供必需的偏置电压，因此它的性能也很大程度上影响了芯片的整体性能。

随着微电子制造工艺技术的发展，芯片的功耗和面积都在大幅度降低，进而对电压源提出的设计挑战也越来越高。因此新型电压源应该能够工作在超低的电源电压下，并且占用较小的芯片面积，同时消耗很小的电源功率，具有与标准CMOS工艺兼容的能力。

但是目前广泛应用的电压源，结构比较复杂，功耗高，占用面积大，制造成本高；有些甚至需要在BiCMOS的工艺下实现，不能与标准CMOS工艺兼容。

另外，在深亚微米工艺下，电路工作的电源电压一般低于1V，传统的带隙基准电压源输出电压较高，一般带隙基准电压源是由三极管制作的，并不能满足工作电压低这一要求。因此，如何设计得到一种结构简单、工作电压低、占用芯片面积小，并且能够完全与标准CMOS工艺兼容的低功耗电压源是本领域技术人员需要解决技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低压低功耗CMOS电压源，工作电压低、占用芯片面积小，并且能够与标准CMOS工艺兼容。

本发明实施例提供一种低压低功耗CMOS电压源，包括：电流源和电压输出级；

所述电流源包括电流镜、第一NMOS管、第二NMOS和第一电阻，所述电流镜、第一NMOS管和第二NMOS管中的所有MOS晶体管工作于亚阈值区；所述第二NMOS管的漏极连接所述电流镜的第一端；所述第一NMOS管的漏极连接第一NMOS管的栅极和所述电流镜的第二端；所述第一NMOS管的栅极连接第二NMOS管的栅极；第一NMOS管的源极接地，第二NMOS管的源极通过所述第一电阻接地；该电流源产生的电流与所述第一电阻成反比，与温度成正比；

所述电压输出级包括第二组MOS晶体管和第二电阻，所述第二组MOS晶体管均工作于亚阈值区；所述电流源为电压输出级提供电流，所述第二电阻与所述电流的乘积为该CMOS电压源的输出电压。

优选地，所述电流镜包括：第一PMOS管和第二PMOS管；

所述第一PMOS管的栅极连接第二PMOS管的栅极，所述第一PMOS管的源极连接第二PMOS管的源极并连接电源；

所述第二PMOS管的栅极和漏极连接在一起作为该电流镜的第一端，所述第一PMOS管的漏极作为该电流镜的第二端。

优选地，所述第二组MOS管包括第三PMOS管；

所述第三PMOS管的栅极连接所述第二PMOS管的栅极，第三PMOS管的源极连接所述电源；

所述第三PMOS管的漏极通过所述第二电阻接地；

所述第三PMOS管的漏极为该CMOS电压源的电压输出端。

优选地，所述第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管的宽长比相同。

优选地，所述第一电阻和第二电阻的类型相同。

优选地，所述第一电阻和第二电阻均为多晶硅电阻。

优选地，所述第一NMOS管和第二NMOS管的宽长比为1：M。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例提供的低压低功耗CMOS电压源，包括电流源和电压输出级，其中电流源提供一个与第一电阻成反比，与温度成正比的电流，该电流镜像到电压输出级，产生一个与第二电阻与第一电阻的比值成正比，与温度成正比的电压，该电压为该CMOS电压源的输出电压，由于电流源和电压输出级中的所有管子采用MOS管，所以可以与CMOS工艺兼容，并且所有MOS管工作于亚阈值区，所以该CMOS电压源的工作电压低。由于该CMOS电压源的输出电压与第二电阻和第一电阻的比值成正比，因此，可以通过调节第一电阻和/或第二电阻的阻值来调节输出电压的大小。另外，由于该CMOS电压源的输出电压与温度成正比，即输出电压可以感应温度的变化。因此，可以应用于对温度进行调控的场合。

附图说明

图1是本发明提供的低压低功耗CMOS电压源实施例一示意图；

图2是本发明提供的低压低功耗CMOS电压源实施例二电路图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

参见图1，该图为本发明提供的低压低功耗CMOS电压源实施例一示意图。

本实施例提供的低压低功耗CMOS电压源，包括：电流源100和电压输出级200；