[发明专利]一种高电源抑制比、快速启动的带隙基准电路

说明书

本发明属于集成电路技术领域，具体为一种高电源抑制比、快速启动的带隙基准电路。本发明的带隙基准电路包括：预调节电路，用于提高电路电源噪声抑制比；使能电路，用于产生偏置电路和带隙基准核心电路的启动使能信号，通过正反馈电路结构加快整体电路的启动速度；偏置电路，用于为基准核心电路的放大器提供偏置电流，采用与电源无关的偏置结构；带隙基准核心电路，通过正负温度系数的电压补偿产生与温度无关的稳定电压。最后得到的带隙基准电路具有高电源抑制比、快速启动的优点，可为模拟集成电路设计提供稳定的基准电压，提高芯片的性能。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及到一种高电源抑制比、快速启动的带隙基准电路的设计。

背景技术

在模拟集成电路和数模混合集成电路设计领域，带隙基准电路是一个重要的组成部分。在电源管理系统设计、模拟与数字转换器、功率放大器等电路中，带隙基准电路的性能特性好坏将直接影响到整个电路系统的稳定性和精度。带隙基准的电源抑制比是反应输出电压抑制电源电压变化的参数，在电源电压较低的电源管理系统电路中，信号噪声在带隙基准电路中的影响十分明显，因此高电源抑制比的带隙基准在电路设计中越来越重要。带隙基准电路中存在着简并偏置点，即带隙基准电路整体有两种工作状态，一种是整体电路一直处于关闭状态，另一种是整体电路处于正常工作状态，所以需要启动电路来使电路脱离关闭状态，启动电路的性能也决定了带隙基准电路的整体性能。

带隙基准电路的设计基本思路一般是利用正负不同温度系数的电压来进行补偿，从而得到与温度无关的基准电压源。其中，负温度系数电压一般是利用双极性晶体管发射极和基极之间的结电压来获得；正温度系数电压一般是通过让两个双极性晶体管工作在不相等的电流密度下，它们的基极和发射极之间的电压差值与绝对温度成正比。通过正负温度系数的电压补偿可以设计出低温漂、高精度的带隙基准电路。

在带隙基准的启动电路中，通常采用PMOS管作为启动的开关。当启动电路启动速度较慢或者在电路正常工作状态下PMOS管没有被完全开闭时，PMOS管会泄露一部分电流到偏置电流电路上，导致偏置电路电流失配，尤其在低功耗的电路中，启动电路的泄露电流可能会达到数十纳安，使得电流失配十分严重，电流的失配会导致带隙基准电路的输出电压失调。在启动电路启动后，带隙基准电路由关闭状态切换到正常工作状态，当电源电压发生波动时，带隙基准电路的输出需要在电源噪声较宽的频率范围内对电源电压的波动表现出很强的抑制能力，基准电路的高电源抑制比是电路在电源电压波动情况下稳定工作的重要保障。

发明内容

本发明是为了针对传统的带隙基准电路电源抑制比较低、启动过程较缓慢的问题，提出了一种电源抑制比较高、启动速度较快的带隙基准电路结构。

本发明的技术方案为：一种高电源抑制比、快速启动的带隙基准电路，包括预调节电路、使能电路、偏置电流电路和带隙基准核心电路。预调节电路用来提高电路的电源噪声抑制比。使能电路是为了使基准电路在电源上电后能够关闭偏置电路和带隙基准核心电路的启动电路，在摆脱简并偏置点后，使整体电路正常稳定工作。电路的两个输出端EN和ENN的输出电平通过CTRL输入端的输入电平变换而不断切换，从而控制偏置电流电路和带隙基准核心电路的工作状态切换。偏置电流电路为带隙基准核心电路提供与电源无关的电流使得整体电路正常工作。

本发明的整体电路结构由使能电路、偏置电流电路、带隙基准核心电路和预调节电路组成。