[发明专利]一种低功耗低温漂CMOS亚阈值基准电路

说明书

一种低功耗低温漂CMOS亚阈值基准电路，属于电源管理技术领域。包括启动电路，负温度系数电压产生电路和正温度系数电压产生电路；启动电路在电路初始化阶段将第一NMOS管M_N1的栅端拉高，使电路脱离零状态，正常工作后，启动电路将退出工作；负温度系数电压产生电路提取出NMOS管阈值电压V_THN作为负温度系数电压；正温度系数电压产生电路利用漏源电流相等，宽长比不等的亚阈值区MOS管产生正温度系数电压，与负温度系数电压产生电路输出的负温度系数电压进行叠加，输出基准电压VREF。本发明提出的基准电路在一定温度范围内达到近似零温的特性，且能实现μW量级的超低功耗。

技术领域

本发明属于电源管理技术领域，具体涉及一种基于亚阈值MOSFET的超低功耗低温漂基准产生电路的设计。

背景技术

基准电压源是模拟集成电路和数模混合电路中极为重要的组成部分，广泛应用于功率转换器、功率放大器、数模转换器等电路中。基准电压源的作用是为电路提供一个与温度和电源电压无关的电压基准。随着电源电压的持续下降，设计出低压低功耗、低温度系数的基准源变得十分关键。移动电子设备对功耗的要求越来越高，使得基准电压源的电源电压要能够降至1V左右，功耗在uW量级。低温度系数、低压低功耗已经成为了基准源(Reference)未来的主要发展方向。

而传统带隙基准源由于BE结电压的限制，不易实现低功耗基准源的要求；而非带隙基准源往往采用亚阈值MOSFET的栅源电压VGS作为负温量，其包含的高阶非线性温度项导致基准源的性能不高。

发明内容

为了解决现有的基于亚阈值MOSFET产生的低功耗基准源在温度特性方面的不足之处，本发明提出了一种低功耗低温漂CMOS亚阈值基准电路，实现了一定温度范围内达到近似零温的特性，且能实现μW量级的超低功耗。

本发明的技术方案是：

一种低功耗低温漂CMOS亚阈值基准电路，包括启动电路、负温度系数电压产生电路和正温度系数电压产生电路，所述启动电路的输出端连接所述负温度系数电压产生电路的控制端，

所述负温度系数电压产生电路包括第三NMOS管M_N3、第四NMOS管M_N4、第五NMOS管M_N5、第六NMOS管M_N6、第二PMOS管M_P2、第三PMOS管M_P3和第四PMOS管M_P4，

第二PMOS管M_P2的栅极连接第三PMOS管M_P3和第四PMOS管M_P4的栅极、第三NMOS管M_N3和第二PMOS管M_P2的漏极，并作为所述负温度系数电压产生电路的控制端；

第四NMOS管M_N4的栅漏短接并连接第五NMOS管M_N5的栅极和第三PMOS管M_P3的漏极，其源极连接第五NMOS管M_N5和第四PMOS管M_P4的漏极以及第六NMOS管M_N6的栅极；

第五NMOS管M_N5的源极连接第三NMOS管M_N3的栅极和第六NMOS管M_N6的漏极并作为所述负温度系数电压产生电路的输出端；

第二PMOS管M_P2、第三PMOS管M_P3和第四PMOS管M_P4的源极接电源电压VCC，第三NMOS管M_N3和第六NMOS管M_N6的源极接地；