[发明专利]具有低工作电流的电压基准和启动电路

说明书

本公开涉及具有低工作电流的电压基准和启动电路。用于电压基准电路的启动电路包含第一、第二和第三晶体管。所述第一晶体管具有联接到所述电压基准电路的第一电流电极、控制电极和联接到接地端的第二电流电极。所述第二晶体管具有都联接到电源电压端的第一电流电极和控制电极、和第二电流电极。所述第三晶体管具有联接到所述第二晶体管的所述第二电流电极并联接到所述第一晶体管的所述控制电极的第一电流电极、联接到所述电压基准电路的控制电极、和联接到所述接地端的第二电流电极。在施加电源电压期间，所述第二晶体管截止，从而仅向所述第一晶体管的所述栅极提供漏电流。这提供了在启动完整之后具有非常低的剩余电流的可靠启动。

技术领域

本公开一般涉及电路，更具体地，涉及具有低工作电流的电压基准和启动电路。

背景技术

在集成电路中，使用电压基准电路来为其它电路块提供基准电压和电流。带隙电压基准电路是一种类型的基准电路，其使用硅带隙来提供稳定的精确基准电压。一种类型的电压基准电路具有两个稳定状态，具有零电流的截止(OFF)状态和具有适当电流以提供所需电压的导通(ON)状态。这种类型的电压基准电路的一个例子在图1中示出，并将在后面讨论。为了避免电压基准电路在截止状态下启动，可以使用启动电路来确保当电压基准电路通电时电流正在流动。

存在两种类型的电压基准启动电路：动态启动电路和静态启动电路。在动态启动电路中，使用来自另一个数字电路块或来自集成电路外部的另一个源的脉冲或时钟信号来在通电之后激活并然后停用启动电路。图3中的启动电路17是动态启动电路的一个例子。在静态启动电路中，来自电压基准电路的反馈关闭启动电路。图1和图2中的启动电路13和15是静态启动电路的例子。可能存在一个电路支路，其中从电源到地面的电流总是处于导通状态，导致不希望的剩余电流。为了减小电流，可以使用具有非常大的电阻值的电阻器。但是，在超低电力应用中，为了在启动后保持低电流，电阻器必须非常大，使得启动电路的实现不实际。

图1以示意图的形式示出了根据现有技术的电压基准和启动电路10。电压基准和启动电路10包含电压基准电路12和启动电路13。电压基准电路12包含P沟道晶体管16和18、N沟道晶体管20和22、和电阻器24。P沟道晶体管16和18联接在一起以形成电流镜。可以向P沟道晶体管16的漏极处的另一个电路(未示出)提供输出基准电压。启动电路13包含电阻器30和N沟道晶体管26和28。

在没有启动电路13的情况下，当两个支路中的电流都为零时，电压基准电路12是稳定的，并且当两个支路中的电流都大于零时，电压基准电路12是稳定的。为了确保电压基准电路12在两个支路中都以正电流通电，使用启动电路13来“启动(kick start)”电压基准电路12。随着电源电压VDD增加，通过电阻器30的电流将拉高N沟道晶体管26的栅极，从而使N沟道晶体管26的漏极将P沟道晶体管16和18的栅极拉至VSS。二极管连接的晶体管18将开启并导通电流。电流由P沟道晶体管16反射，并且电压基准电路12“唤醒”。一旦电压基准电路12导通，N沟道晶体管28开启，从而使N沟道晶体管26关闭。通过晶体管26的电流变为零，但是通过电阻器30和N沟道晶体管28的电流保持不变，从而浪费了电力。通过增加电阻器30的电阻可以减少浪费的电流量。然而，用于实现电阻器30的表面积将随着电阻的增加而增加。

图2以示意图的形式示出了根据现有技术的电压基准和启动电路34。电压基准和启动电路34包含电压基准电路12和启动电路15。启动电路15与启动电路13相同，只是用长沟道P沟道晶体管32代替了电阻器30。长沟道晶体管小于电阻器，然而，在电压基准电路12唤醒之后，仍然存在可观的通过晶体管32和28的浪费电流。