[实用新型]带隙基准电压的启动电路

说明书

本实用新型提供一种带隙基准电压的启动电路，包括：采样电流镜、电流检测器、放大器及施密特触发器。保证产生低温度系数的带隙基准电压的正常功能不受影响；检测判断带隙基准电压是否达到最终值，并输出结果为其它模块提供使能信号；可设定启动电压和欠压锁定电压，电路简单实用，节省面积和功耗。

技术领域

本实用新型属于带隙基准电压产生电路技术领域，尤其涉及一种带隙基准电压的启动电路。

背景技术

在理想状态下，基准电压是指与供电电压、温度系数以及产生该电压的电路参数偏差无关的电压。基准电压作为芯片或系统内的电压判断标准，因此电压在集成电路芯片中及其重要。

在清华大学出版社出版的陈莹梅翻译的《模拟集成电路设计精粹》中的第 16章1618幻灯片显示了最早的一种带隙基准，如图1所示，Q1、Q2、R2组成的PTAT电流发生器通过电阻R1提供了一个PTAT电压，是一个与温度成比例的正温度系数电压，由两个相同类型的三极管但是电流密度不同的电压差产生。图1中三极管Q2是r个Q1的并联，并且它们通过的电流相等，则加在电阻R2 上的电压是两个pn结的电压差，该电压作用在电阻R2上产生PTAT电流。通过三极管Q3与偏置电流组成的共射放大器和三极管Q4形成运算放大的闭合环路，最终使得三极管Q1和Q2的电压相等，从而它们流过的电流也相等。也就是电阻R1也通过与R2相同的PTAT电流，使电阻R1上的PTAT电压加到三极管Q1的VBE1上，得到输出电压。由于该电压直接来源于硅的能带隙，因此能提供唯一的、其值约为1.2V的实际可用基准电压，因此常称为带隙基准电压。

图1所示的带隙基准电压产生电路虽然实现了产生带隙基准电压的功能，但是在实际应用中存在两点缺陷：

第一，上述电路无法判断带隙基准电压是否已经建立，这一点在芯片的设计中尤为重要。由于供电电压较低，导致带隙电压并未达到最终值的1.2V左右，表示带隙基准电压并未完全建立。若基准电压电路不能为使用该基准电压的电路模块提供这一信息，电路模块就会给出错误的判断结果。如图2所示，可以用一个比较器来判断Vin的大小，Vin通过电阻分压与基准电压1.2V进行比较。实现的功能是，若Vin大于3.6V输出高电平，低于3.6V输出低电平。但是，在实际使用中，如刚启动时，供电电压较低导致基准电压并不能达到它的最终值 1.2V，而是小于该最终值，如1V。从而导致Vin大于3V时就输出高电平了，导致输出结果异常。上述问题的原因在于，提供基准电压的模块没能同时提供一个表示基准电压是否建立的信号，通过该信号在基准电压未建立之前把比较器的输出电平强制输出低电平，或者处于高阻状态等符合设计需要的逻辑状态，避免出现逻辑异常，这样的初始化信号常称为使能信号。

第二，该电路不能提供设定不同启动电压和欠压锁定电压的功能。在一个芯片内带隙基准电压电路模块是整个芯片的一部分，为其它功能模块提供电压的判断标准。仅仅需要1.5V左右的供电电压既可以保证高低温都无异常的1.2V 左右的基准电压，也就是它的最小工作电压约为1.5V，而其它功能模块的最小工作电压经常大于此电压。在未到达其工作电压时，常利用使能信号把功能模块的输出或者其电路初始化在所需要的状态下。例如结合第一缺陷中的描述，有可能在带隙基准电压已经达到最终值1.2V时，比较器却没有达到最小工作电压，此时比较器也需要使能在所需的工作状态。如果能在图1中的带隙基准电路结构上添加部分电路，进而实现设定所需的启动电压和欠压锁定电压的功能，在正常工作时又可不受新增电路的影响，不仅可以节省额外实现该功能所需要的面积，同时也集约成本，节省了额外的功耗。

发明内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种带隙基准电压的启动电路。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本实用新型采用如下技术方案：