CN107748586A

CN107748586A - 一种稳压***中的基准电路结构

Info

Publication number: CN107748586A
Application number: CN201711010232.5A
Authority: CN
Inventors: 沈怿皓
Original assignee: Danyang Constant Core Electronics Co Ltd
Current assignee: Danyang Constant Core Electronics Co Ltd
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2018-03-02

Abstract

本发明公开了一种稳压***中的基准电路结构，包括：一启动电路，用于驱动所述基准电路，启动更稳定，***更稳定；一运算放大电路，采用自偏置差分结构，最大程度减小因电流变化对电路产生的影响；一核心基准电路，产生核心的基准电流和基准电压，产生基准电压的精度非常高，由于整个电路中没有采用电阻，也没有采用三极管，全部都是MOS晶体管，所以总体电路的面积非常小，该电路的温度系数还是可以根据测试情况进行调节。

Description

一种稳压***中的基准电路结构

技术领域

本发明涉及基准电压电路领域，尤其涉及一种稳压***中的基准电路结构。

背景技术

在物联网和大多数无线通讯的应用中，相关接收电路或者发射电路等都是需要低功耗和小面积的，这些***中都需要用到稳压***，因此低功耗和小面积对基准电路来说是非常关键和非常必要的。稳压***作为模拟电路的重要部分，而基准电路又是稳压***的重要组成部分，一般需要在一个较宽的温度范围内正常工作，因此不仅要求功耗低，还需要性能稳定，有较好的温度特性，最好所占面积也要小。传统的方式可以采用带隙基准电路进行设计，但是其功耗相对较大，而且需要用到电阻和三极管，导致芯片面积较大。

发明内容

为克服上述现有技术存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种稳压***中的基准电路结构，有点是面积小、功耗低，而且温度系数可调。

为达上述及其它目的，本发明提供一种基准电路结构，其至少包括：

一启动电路，用于驱动所述基准电路，启动更稳定，***更稳定；

一运算放大电路，采用自偏置差分结构，最大程度减小因电流变化对电路产生的影响；

一核心基准电路，产生核心的基准电流和基准电压，产生基准电压的精度非常高，由于整个电路中没有采用电阻，也没有采用三极管，全部都是MOS晶体管，所以总体电路的面积非常小，该电路的温度系数还是可以根据测试情况进行调节。

本发明的结构在于，所述启动电路由第十NMOS管NM10、第十一NMOS管NM11和第一电容C1构成；电容C1的一端与电源电压相连接；电容C1的另一端与NM10管的漏极和NM11管的栅极相连接；NM10管的源极和NM11管的源极接地；

所述运算放大电路由第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第七PMOS管PM7、第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4构成；PM1管的源极、PM2的源极、PM3管的源极、PM7管的源极和PM7管的漏极都与电源电压VDD相连接；PM7管的栅极与NM11管的漏极、PM2管的漏极、PM3管的栅极和NM2管的漏极相连接，其节点标注为VC；PM1管的栅极与PM1管的漏极、NM1管的漏极和PM2管的栅极相连接；PM3管的漏极与NM4管的漏极、NM4管的栅极、NM3管的栅极相连接；NM1管的源极与NM2管的源极和NM3管的漏极相连接；NM3管的源极和NM4管的源极接地；

所述核心基准电路由第四PMOS管PM4、第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第五NMOS管NM5、第六NMOS管NM6、第七NMOS管NM7、第八NMOS管NM8、第九NMOS管NM9、第十二NMOS管NM12、第十三NMOS管NM13、第十四NMOS管NM14和第十五NMOS管NM15构成；PM4管的源极、PM5管的源极和PM6管的源极都与电源电压VDD相连接；PM4管的栅极、PM5管的栅极和PM6管的栅极都与PM3管的栅极相连接；PM4管的漏极与NM2管的栅极、NM5管的漏极和NM5管的栅极相连接，其节点标注为VA；PM5管的漏极与NM1管的栅极、NM7管的漏极、NM7管的栅极、NM8管的漏极、NM8管的栅极、NM12管的漏极、NM12管的栅极、NM14管的漏极和NM14管的栅极相连接，其节点标注为VB；NM7管的源极与NM6管的栅极和NM6管的漏极相连接；NM12管的源极与NM13管的漏极相连接；NM14管的源极与NM15管的漏极相连接；NM13管的栅极接输入控制信号一；NM15管的栅极接输入控制信号二；PM6管的漏极与NM9管的栅极和NM9管的漏极相连接，其节点作为基准电压VREF的输出端，NM10管的栅极连接该节点；NM5管的源极、NM6管的源极、NM8管的源极、NM13管的源极、NM15管的源极和NM9管的源极接地。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明基准电路结构图。

具体实施方式

结合图1所示，在下面的实施例中，所述稳压***中的基准电路结构，其至少包括：一启动电路，通过单个NMOS管驱动所述基准电路；一运算放大电路，采用自偏置差分结构，最大程度减小因电流变化对电路产生的影响；一核心基准电路，产生的基准电流和基准电压的精度非常高，而且温度系数可以根据实际测试情况进行调节，由于整个电路中没有采用电阻，也没有采用三极管，所以总体电路的面积也非常小。对于稳压***而言，低功耗的基准电路是十分具有优势的。

所述的启动电路由电容C1、NMOS管NM10和NM11构成，当电源VDD上电时，电容C1两端电压不会突然变化，因此NM11管的栅极会耦合成高电压，那么NM11管就导通将VC点拉低，从而有电流流过PM3管，运放以及基准电路开始工作，当整个电路稳定工作且VREF输出一个正常值时，NM10管的栅极变成高电压，NM10管导通，将NM11管的栅极拉成低电平，从而关闭启动电路，整个启动电路也就完成了启动工作。

所述运算放大电路由第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第七PMOS管PM73、第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4构成；运放采用一级差分结构，通过电流镜结构的晶体管NM3管和NM4管作为负载并驱动输出电流使得电流I1和I2到平衡，其电流镜结构的负载进一步提高电压增益，减小电源变化依赖性。PM7栅极接VC点，源极和漏极接VDD，PM7管相当于电容，作为补偿电容用，进一步增加整个***的稳定性性能。

所述核心基准电路由第四PMOS管PM4、第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第五NMOS管NM5、第六NMOS管NM6、第七NMOS管NM7、第八NMOS管NM8、第九NMOS管NM9、第十二NMOS管NM12、第十三NMOS管NM13、第十四NMOS管NM14和第十五NMOS管NM15构成，其中CT1和CT2是输入控制信号，可以根据需要在***层面设置成高电平或者低电平；所述运算放大电路使得节点VA电压等于节点VB，因此，晶体管NM5上的电压呈现负温度特性，晶体管NM6上的电压呈现正温度特性，晶体管NM7、NM8、NM9、NM12和NM14相当于无源电阻，通过调节NM7管、NM8管、NM9的几何尺寸和NM5管、NM6管的面积可实现温度补偿，在芯片实际制造过程中，管子尺寸和特性可能会出现一些偏差，导致温度系数不平衡，比如还是随着温度的升高而升高，如果出现这种情况，可以调节本发明中CT1和CT2的输入电平值来达到更好的温度系数。比如在设计电路时，两个输入信号CT1和CT2，一个为高电平另外一个为低电平，此时温度系数温度是平衡的，当测试发现VREF电压随着温度升高而增加，那么就可以将CT1和CT2都设置为低电平，当测试发现VREF电压随着温度升高而减小时，那么就可以将CT1和CT2都设置为高电平，用这种方式来对温度系数进行微调。NM13和NM15的管子尺寸一致，这样上调和下调的幅度都是一样的，CT1和CT2的默认值，一个是高电平，一个是低电平，不管CT1是高电平还是CT2是高电平，结果都是一样的。

本发明提出了一种稳压***中的基准电路结构，具有无阻抗、低功耗等优点，与其他电路相比，电路中不使用电阻，也不使用三极管，结构更简单。该电路采用0.18μm CMOS工艺设计，当CT1和CT2一个为高电平一个为低电平时，可以提供900mV的输出电压，温度系数为15ppm/℃,1.8V时的电流为5.6uA，在面积有限的条件下大大提升了电路的性能。

虽然本发明利用具体的实施例进行说明，但是对实施例的说明并不限制本发明的范围。本领域内的熟练技术人员通过参考本发明的说明，在不背离本发明的精神和范围的情况下，容易进行各种修改或者可以对实施例进行组合，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种稳压***中的基准电路结构，包括：一启动电路，用于驱动所述基准电路，启动更稳定，***更稳定；一运算放大电路，采用差分结构，电路简单可靠，最大程度减小因电流变化对电路产生的影响；一核心基准电路，产生精准的基准电流和基准电压，而且可以根据芯片实际情况对温度系数进行调节，最输出基准拥有最小的温度系数，由于整个电路中没有采用电阻，也没有采用三极管，全部都是MOS晶体管，所以总体电路的面积非常小。

2.如权利要求1所述的低功耗无电阻基准电路，其特征在于：所述启动电路由第十NMOS管NM10、第十一NMOS管NM11和第一电容C1构成；电容C1的一端与电源电压相连接；电容C1的另一端与NM10管的漏极和NM11管的栅极相连接；NM10管的源极和NM11管的源极接地。

3.如权利要求1所述的低功耗COMS基准电路，其特征在于：所述运算放大电路由第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第七PMOS管PM7、第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4构成；PM1管的源极、PM2的源极、PM3管的源极、PM7管的源极和PM7管的漏极都与电源电压VDD相连接；PM7管的栅极与NM11管的漏极、PM2管的漏极、PM3管的栅极和NM2管的漏极相连接，其节点标注为VC；PM1管的栅极与PM1管的漏极、NM1管的漏极和PM2管的栅极相连接；PM3管的漏极与NM4管的漏极、NM4管的栅极、NM3管的栅极相连接；NM1管的源极与NM2管的源极和NM3管的漏极相连接；NM3管的源极和NM4管的源极接地。

4.如权利要求1所述的低功耗COMS基准电路，其特征在于：所述核心基准电路由第四PMOS管PM4、第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第五NMOS管NM5、第六NMOS管NM6、第七NMOS管NM7、第八NMOS管NM8、第九NMOS管NM9、第十二NMOS管NM12、第十三NMOS管NM13、第十四NMOS管NM14和第十五NMOS管NM15构成；PM4管的源极、PM5管的源极和PM6管的源极都与电源电压VDD相连接；PM4管的栅极、PM5管的栅极和PM6管的栅极都与PM3管的栅极相连接；PM4管的漏极与NM2管的栅极、NM5管的漏极和NM5管的栅极相连接，其节点标注为VA；PM5管的漏极与NM1管的栅极、NM7管的漏极、NM7管的栅极、NM8管的漏极、NM8管的栅极、NM12管的漏极、NM12管的栅极、NM14管的漏极和NM14管的栅极相连接，其节点标注为VB；NM7管的源极与NM6管的栅极和NM6管的漏极相连接；NM12管的源极与NM13管的漏极相连接；NM14管的源极与NM15管的漏极相连接；NM13管的栅极接输入控制信号CT1；NM15管的栅极接输入控制信号CT2；PM6管的漏极与NM9管的栅极和NM9管的漏极相连接，其节点作为基准电压VREF的输出端，NM10管的栅极连接该VREF节点；NM5管的源极、NM6管的源极、NM8管的源极、NM13管的源极、NM15管的源极和NM9管的源极接地。