[发明专利]低功耗基准电压源

说明书

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，涉及一种低功耗基准电压源。

背景技术

众所周知，在所有涉及模拟电路设计的方案中，都会有一个基准电压源电路，为芯片中的其他模块提供不随电源电压和温度变化的稳定的电压源。目前普遍采样基准电压源是带隙基准电压源结构，但是功耗往往比较大，约几十个uA，很难满足低功耗设计(功耗小于0.5uA)的要求。如果要减小功耗，必须用到高阻值的电阻和大尺寸的MOS管，势必会增加芯片面积。

现有技术多采用带隙电压作为基准电压源，带隙基准电压源电路虽然能在提供一个稳定的基准电压，但是也存在固有的缺陷：

1.带隙基准电压源中包含有运算放大器，这种结构功耗一般约几十uA，无法实现低功耗；

2.带隙基准电压源中的运算放大器以及三极管和高阻值电阻会占用很大的面积，不利于高度集成的低成本解决方案；

发明内容

本发明的目的在于提供一种低功耗基准电压源。它能在提供不随电源电压和温度变化的基准电压的同时，实现了低于0.5uA的超低功耗。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

低功耗基准电压源包括：由增强型MOS管与耗尽型NMOS管组成的三级放大器电路以及启动电路；

所述第一级放大器是第一增强型NMOS共源极放大器电路，栅漏短接的第一PMOS管和第三PMOS管串联并作为放大器负载，第一PMOS漏极做为输出端；

所述第二级放大器电路是由第二PMOS管和第四PMOS管组成的共源共栅放大器电路，第二PMOS管的栅极做输入并接第一级放大器的输出，栅源短接的第一耗尽型NMOS管作为放大器负载，第四PMOS漏极为输出端；

所述第三级放大器电路是由第五PMOS管和第六PMOS管组成的共源共栅放大器电路，第五PMOS管栅极做输入并接第二级放大器的输出，栅源短接的第二耗尽型 NMOS管作为放大器负载，第二耗尽型NMOS漏极为电路输出端VREF并且接到第一级放大器的输入端，输出端VREF连接对GND的补偿和滤波第一电容。

启动电路为三级放大器提供启动电流，由第七PMOS管和第八PMOS管以及第三耗尽型NMOS管组成；第七PMOS管栅极为输入端，它接到第一级放大器输出端，栅源短接的第三耗尽型NMOS管作为第七PMOS管的负载，第八PMOS管栅极连接到第七PMOS管的漏极，第八PMOS管源极接VDD，漏极连接到第一级放大器输入端，为第一级放大器提供一个上拉的启动电流。

本发明由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1.本发明由于采用耗尽型MOS管代替高阻值电阻，而栅源短接的耗尽型MOS管的导通电阻极大，实现电路极低功耗；

2.本发明由于采用增强型MOS管和耗尽型MOS管，其阈值具有相反的温度特性，可得到低温漂的基准电压值；

3.本发明由于未用到高阻值电阻及运算放大器，版图面积很小，有利于实现电路的高集成度。

附图说明

图1是本发明所述低功耗基准电压源的一种具体实施方式电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述低功耗基准电压源包括：增强型NMOS管N1、增强型PMOS管P1～P7，耗尽型NMOS管D1～D2以及补偿电容C1，第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第五PMOS管P5、第七PMOS管P7的源端接电源VDD，P1的栅端和漏端短接并连接P2、P7的栅端和第三PMOS管P3的源端，P2的漏端接第四PMOS管P4的源端，P3的栅端和漏端短接并连接P4和P6的栅端和N1的漏端，第一增强型NMOS管N1的源端接地，P4的漏端接第一耗尽型NMOS管D1的漏端和P5的栅端，第一耗尽型NMOS管D1和第二耗尽型NMOS管D2的栅端和源端短接并连接到地端GND，P5漏端接第六PMOS管P6的源端，P6的漏端接N1的栅端和D2、补偿电容C1正端和输出端VREF，C1的负端接GND。

所述第七PMOS管的源极和栅极分别连接电源端和地，启动电阻连接在第七PMOS管的漏极和地之间，所述第七PMOS管的漏极连接第一增强型NMOS管的栅极

本电路可以分为两部分：第一部分是由P1～P6以及N1、D1、D2和C1组成的基准电压源主电路；第二部分是由P7和启动电阻R组成的启动电路。本发明的工作原理是：