[发明专利]一种低功耗全MOS管带隙基准电路以及基于其的转换器

说明书

本发明公开了一种低功耗全MOS管带隙基准电路以及基于其的转换器，涉及带隙基准电路领域；其包括镜像NMOS管、镜像PMOS管、第二NMOS管NM2、第五NMOS管NM5和为NM2、NM5提供偏置使其工作在线性区的MOS管组；镜像PMOS管、镜像NMOS管和第五NMOS管NM5连接，产生与电源无关的电流，电流通过镜像PMOS管流进第二NMOS管NM2转换为电压，第二NMOS管NM2与镜像NMOS管中第三NMOS管NM3连接，实现NM2产生的正温度系数电压与NM3具有负温度系数的栅源电压叠加，镜像PMOS管中的第三PMOS管PM3漏极连接第NMOS管NM2漏极，输出叠加后的零温度系数电压；本发明解决了现有采用BJT管的发射极‑基极电压的负温特性构建零温的带隙基准存在电路功耗大、电路复杂的问题，达到了实现电压零温的同时降低功耗和减小电路面积的效果。

技术领域

本发明涉及带隙基准电路领域，尤其是一种低功耗全MOS管带隙基准电路以及基于其的转换器。

背景技术

带隙基准电压源是模拟集成电路中不可缺少的组成部分，在线性稳压器(LDO)、模/数转换器(ADC)、数/模转换器(DAC)、动态存储器(DRAM)、Flash存储器等集成电路设计中，起着至关重要的作用。传统带隙基准电压源采用BJT管的发射极-基极电压的负温特性来构建零温的带隙基准，即采用两个双极型晶体管使其偏置在不同电流密度下，通过两个晶体管的基极-发射极电压差值产生正温电流，让正温电流流过一定数量的电阻产生正温电压，将该正温电压与双极型晶体管的基极-发射极电压(负温电压)叠加，从而得到与温度无关的基准电压，如图3所示。传统带隙基准电路采用双极型晶体管，工作电流较大，功耗高，同时双极型晶体管基极会有电流流过，也带来额外损耗；为产生正温系数电压，需要额外设计运放对电路固定点之间进行钳位，导致电路复杂；因此随着深亚微米集成电路技术的不断发展，传统带隙基准电路高功耗、电路复杂的缺点越来越凸显，已经难以满足便携式电子设备中的模/数转换器(ADC)、线性稳压器(LDO)对基准电压的要求。因此，需要一种带隙基准电路克服以上问题，产生与温度无关的基准电压的同时降低电路功耗、缩小电路面积。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种低功耗全MOS管带隙基准电路以及基于其的转换器，解决现有采用BJT管的发射极-基极电压的负温特性构建零温的带隙基准存在电路功耗大、电路复杂的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种低功耗全MOS管带隙基准电路，包括镜像NMOS管、压低支路电流使镜像NMOS管工作在亚阈值区的镜像PMOS管、将电流转换为电压的第二NMOS管NM2、将电压转换为电流的第五NMOS管NM5和为第二NMOS管NM2、第五NMOS管NM5提供偏置使其工作在线性区的MOS管组；

镜像PMOS管、镜像NMOS管和第五NMOS管NM5连接，产生与电源无关的电流，电流通过镜像PMOS管流进第二NMOS管NM2转换为电压，第二NMOS管NM2与镜像NMOS管中第三NMOS管NM3连接，实现NM2产生的正温度系数电压与NM3具有负温度系数的栅源电压叠加，镜像PMOS管中的第三PMOS管PM3漏极连接第NMOS管NM2漏极，输出叠加后的零温度系数电压。

优选地，所述镜像PMOS管包括第三PMOS管PM3和第四PMOS管PM4，第三PMOS管PM3和第四PMOS管PM4采用倒比管，镜像NMOS管包括第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4，镜像PMOS管、镜像NMOS管与第二NMOS管NM2、第五NMOS管NM5的电路连接如下：