[发明专利]纳瓦量级低功耗高稳定性带隙基准电压源

说明书

技术领域

本发明涉及一种带隙基准电压源。

背景技术

集成电路发展到系统芯片时代，遇到了低功耗技术瓶颈。同时，各种便携式技术产品，对极低功耗系统芯片设计提出要求。带隙基准源可提供高精度、高稳定性的基准电压或电流，被广泛应用于大规模集成电路中，如数模转换器、无线传感器网络、电源控制管理系统和各种高精度测量仪表中。其性能好坏直接影响到电路中各模块的性能，具有非常重要的作用。纳瓦（nW）量级的集成电路要求nW量级的带隙基准源。

为实现nW量级的极低功耗要求，MOS管需工作于亚阈值状态以实现带隙基准nA量级的工作电流。但目前关键制约因素之一是电阻的使用，通常的带隙基准需要电阻来调节带隙电压的温度特性。对于nA量级的电流，则需要数百兆阻值的电阻，占用了较大的芯片面积，同时，标准集成电路工艺中的电阻通常有8%～20%的阻值变化，精度不高。

文献“A sub-1-V,10ppm/C,nanopower voltage reference generator,”G.D.Vita and G.Iannaccone,和文献“A300nW，15ppm/℃，20ppm/V CMOS Voltage Reference Circuit Consisting of Subthreshold MOSFETs,”K.Ueno,T.Hirose,T.Asai,and Y.Amemiya，均报道了无电阻的nW量级的带隙基准电压源的设计与实现，但上述带隙输出电压均与MOS管阈值有关，因此，带隙基准电压受工艺影响较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种无电阻且带隙电压和偏置电流均与MOS管的阈值电压无关的纳瓦量级低功耗高稳定性带隙基准电压源。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种纳瓦量级低功耗高稳定性带隙基准电压源，其包括并接于电源与地之间的启动模块、高稳定电流源产生模块、取样模块和PTAT电压加权模块；所述的启动模块的输出端与所述的高稳定电流源产生模块相连接并驱动所述的高稳定电流源产生模块工作，所述的高稳定电流源产生模块的输出端与所述的取样模块和所述的PTAT电压加权模块相连接并提供偏置电流，所述的取样模块的输出端与所述的PTAT电压加权模块相连接，所述的PTAT电压加权模块的输出端为所述的纳瓦量级低功耗高稳定性带隙基准电压源的输出端；