CN114564066B - 启动电路及具有其的偏置电流源产生电路 - Google Patents

启动电路及具有其的偏置电流源产生电路 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种启动电路及具有其的偏置电流源产生电路，包括第一导通模块、第二导通模块、正反馈模块和限制模块，第一导通模块的第一端适用于与电源电连接，第一导通模块的第二端适用于与偏置电流模块电连接，第一导通模块的第三端与正反馈模块电连接，第二导通模块的第一端与接地端电连接，第二导通模块的第二端与限制模块电连接，第一导通模块的第三端适用于第二导通模块的第三端适用于与偏置电流模块电连接，正反馈模块的一端适用于与电源电连接，正反馈模块的另一端与限制模块电连接，限制模块的一端与接地端电连接，限制模块的另一端与正反馈模块电连接，以使可以在电源电压斜率低、漏电大、大负载的情况下启动，进而使得电路进入正常工作状态。

Description

启动电路及具有其的偏置电流源产生电路
技术领域
本公开涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种启动电路及具有其的偏置电流源产生电路。
背景技术
电路启动采用电源电压斜率启动(交流启动)；如果电源电压上升斜率低；工艺器件存在漏电且不对称情况下，LDO大负载等情况下，则存在无法启动的现象。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种启动电路，其特征在于，包括第一导通模块、第二导通模块、正反馈模块和限制模块；
所述第一导通模块，被配置为在第一电压值高于第一电压阈值的情况下导通电路；
所述第二导通模块，被配置为在第二电压值高于第二电压阈值的情况下导通电路；
所述正反馈模块，被配置为加速第三电压值和第四电压值的变化；
所述限制模块，被配置为限制第五电压值；
所述第一导通模块的第一端适用于与电源电连接，所述第一导通模块的第二端适用于与偏置电流模块电连接；所述第一导通模块的第三端与所述正反馈模块电连接；
所述第二导通模块的第一端与接地端电连接，所述第二导通模块的第二端与所述限制模块电连接；所述第二导通模块的第三端适用于与偏置电流模块电连接；
所述正反馈模块的一端适用于与所述电源电连接，所述正反馈模块的另一端与所述限制模块电连接；
所述限制模块的一端与接地端电连接，所述限制模块的另一端与所述正反馈模块电连接。
在一种可能的实现方式中，所述第一导通模块包括第一场效应管；
所述第一场效应管的源极适用于与电源电连接，所述第一场效应管的漏极适用于与偏置电流模块电连接；所述第一场效应管的栅极与所述正反馈模块的第一端电连接。
在一种可能的实现方式中，所述第二导通模块包括第二场效应管；
所述第二场效应管的源极适用于与接地端电连接，所述第二场效应管的漏极适用于与所述限制模块的第一端电连接；所述第二场效应管的栅极适用于与偏置电流模块电连接。
在一种可能的实现方式中，所述正反馈模块包括第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管和第八场效应管；
所述第三场效应管的源极与所述第四场效应管源极电连接，所述第三场效应管的栅极与所述第四场效应管的栅极电连接，所述第三场效应管的漏极与所述第五场效应管的源极电连接；
所述第四场效应管的漏极与所述第六场效应管的源极电连接，所述第四场效应管的源极适用于与所述电源电连接；
所述第五场效应管的漏极与所述第七场效应管的漏极电连接，所述第五场效应管的栅极与所述第六场效应管的漏极电连接；
所述第六场效应管的栅极与所述第五场效应管的漏极电连接，所述第六场效应管的漏极与所述第八场效应管的漏极电连接；
所述第七场效应管的栅极与所述第八场效应管的栅极电连接，所述第七场效应管的源极与所述限制模块电连接；
所述第八场效应管的源极与所述第二导通模块电连接，所述第八场效应管的栅极与所述第八场效应管的漏极电连接。
在一种可能的实现方式中，所述限制模块包括第一二极管和第二二极管；
所述第一二极管的负极与所述第八场效应管的源极电连接，所述第一二极管的正极与所述第七场效应管的源极电连接；
所述第二二极管的负极与接地端电连接，所述第二二极管的正极与所述第七场效应管的源极电连接。
在一种可能的实现方式中，还包括：第一电容；
所述第一电容的一端与所述第七场效应管的漏极电连接，所述第一电容的另一端与接地端电连接。
在一种可能的实现方式中，还包括：第二电容；
所述第二电容的一端与所述第二场效应管的栅极电连接，所述第二电容的另一端与所述第二场效应管的源极电连接。
在一种可能的实现方式中，所述第一二极管和所述第二二极管为普通型二极管。
在一种可能的实现方式中，所述普通型二极管的个数为至少一个。
根据本公开的另一方面，提供了一种偏置电流源产生电路，包括上述任意一项所述的启动电路。
通过第一导通模块、第二导通模块、正反馈模块和限制模块，第一导通模块，被配置为在第一电压值高于第一电压阈值的情况下导通电路，第二导通模块，被配置为在第二电压值高于第二电压阈值的情况下导通电路，正反馈模块，被配置为加速第三电压值和第四电压值的变化，限制模块，被配置为限制第五电压值，第一导通模块的第一端适用于与电源电连接，第一导通模块的第二端适用于与偏置电流模块电连接，第一导通模块的第三端与正反馈模块电连接，第二导通模块的第一端与接地端电连接，第二导通模块的第二端与限制模块电连接，第二导通模块的第三端适用于与偏置电流模块电连接，正反馈模块的一端适用于与电源电连接，正反馈模块的另一端与限制模块电连接，限制模块的一端与接地端电连接，限制模块的另一端与正反馈模块电连接，以使可以在电源电压斜率低、漏电大、大负载的情况下启动，进而使得电路进入正常工作状态。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出本公开实施例的启动电路的电路图；
图2示出本公开实施例的偏置电流源产生电路的电路图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
根据本公开的一实施例的启动电路，该启动电路100包括：
第一导通模块110、第二导通模块120、正反馈模块130和限制模块140，第一导通模块110，被配置为在第一电压值高于第一电压阈值的情况下导通电路，第二导通模块120，被配置为在第二电压值高于第二电压阈值的情况下导通电路，正反馈模块130，被配置为加速第三电压值和第四电压值的变化，限制模块140，被配置为限制第五电压值，第一导通模块110的第一端适用于与电源电连接，第一导通模块110的第二端适用于与偏置电流模块电连接，第一导通模块110的第三端与正反馈模块130电连接，第二导通模块120的第一端与接地端电连接，第二导通模块120的第二端与限制模块140电连接，第一导通模块110的第三端适用于与偏置电流模块电连接，正反馈模块130的一端适用于与电源电连接，正反馈模块130的另一端与限制模块140电连接，限制模块140的一端与接地端电连接，限制模块140的另一端与正反馈模块 130电连接，
通过包括第一导通模块110、第二导通模块120、正反馈模块130和限制模块140，第一导通模块110，被配置为在第一电压值高于第一电压阈值的情况下导通电路，第二导通模块120，被配置为在第二电压值高于第二电压阈值的情况下导通电路，正反馈模块130，被配置为加速第三电压值和第四电压值的变化，限制模块140，被配置为限制第五电压值，第一导通模块110的第一端适用于与电源电连接，第一导通模块110的第二端适用于与偏置电流模块电连接，第一导通模块110的第三端与正反馈模块130电连接，第二导通模块120的第一端与接地端电连接，第二导通模块120的第二端与限制模块140 电连接，第一导通模块110的第三端适用于与偏置电流模块电连接，正反馈模块130的一端适用于与电源电连接，正反馈模块130的另一端与限制模块140 电连接，限制模块140的一端与接地端电连接，限制模块140的另一端与正反馈模块130电连接，以使可以在电源电压斜率低、漏电大、大负载的情况下启动，进而使得电路进入正常工作状态。
第一导通模块110，被配置为在第一电压值高于第一电压阈值的情况下导通电路，第一导通模块110包括第一场效应管，第一场效应管的源极适用于与电源电连接，第一场效应管的漏极适用于与偏置电流模块电连接，第一场效应管的栅极与正反馈模块130的第一端电连接。
在一种可能的实现方式中，参见图1，第一场效应管为MOS管MP5，MOS 管MP5的源极适用于与电源电连接，MOS管MP5的漏极适用于与偏置电流模块电连接，MOS管MP5的栅极与正反馈模块130的第一端电连接。
第二导通模块120，被配置为在第二电压值高于第二电压阈值的情况下导通电路，第二导通模块120包括第二场效应管，第二场效应管的源极适用于与接地端电连接，第二场效应管的漏极适用于与限制模块140的第一端电连接，第二场效应管的栅极适用于与偏置电流模块电连接。
在一种可能的实现方式中，参见图1，第二场效应管为MOS管MN3，MOS 管MN3的源极适用于与接地端电连接，MOS管MN3的漏极适用于与限制模块140的第一端电连接，MOS管MN3的栅极适用于与偏置电流模块电连接。
正反馈模块130，被配置为加速第三电压值和第四电压值的变化，正反馈模块130包括第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管和第八场效应管，第三场效应管的源极与第四场效应管源极电连接，第三场效应管的栅极与第四场效应管的栅极电连接，第三场效应管的漏极与第五场效应管的源极电连接，第四场效应管的漏极与第六场效应管的源极电连接，第四场效应管的源极适用于与电源电连接，第五场效应管的漏极与第七场效应管的漏极电连接，第五场效应管的栅极与第六场效应管的漏极电连接，第六场效应管的栅极与第五场效应管的漏极电连接，第六场效应管的漏极与第八场效应管的漏极电连接，第七场效应管的栅极与第八场效应管的栅极电连接，第七场效应管的源极与限制模块140电连接，第八场效应管的源极与第二导通模块120电连接，第八场效应管的栅极与第八场效应管的漏极电连接。
在一种可能的实现方式中，参见图1，第三场效应管为MOS管MP1、第四场效应管为MOS管MP2、第五场效应管为MOS管MP3、第六场效应管为 MOS管MP4、第七场效应管为MOS管MN1和第八场效应管为MOS管MN2。
其中，MOS管MP1的源极与MOS管MP2源极电连接，MOS管MP1的栅极与MOS管MP2的栅极电连接，MOS管MP1的漏极与MOS管MP3的源极电连接，MOS管MP2的漏极与MOS管MP4的源极电连接，MOS管MP2的源极适用于与电源电连接，MOS管MP3的漏极与MOS管MN1的漏极电连接，MOS管 MP3的栅极与MOS管MP4的漏极电连接，MOS管MP4的栅极与MOS管MP3的漏极电连接，MOS管MP4的漏极与MOS管MN2的漏极电连接，MOS管MN1 的栅极与MOS管MN2的栅极电连接，MOS管MN1的源极与限制模块140电连接，MOS管MN2的源极与第二导通模块120电连接，MOS管MN2的栅极与 MOS管MN2的漏极电连接。
限制模块140，被配置为限制第五电压值，限制模块140包括第一二极管和第二二极管，第一二极管的负极与第八场效应管的源极电连接，第一二极管的正极与第七场效应管的源极电连接，第二二极管的负极与接地端电连接，第二二极管的正极与第七场效应管的源极电连接。
在一种可能的实现方式中，参见图1，第一二极管为D2，第二二极管为 D1，二极管D2的负极与MOS管MN2的源极电连接，二极管D2的正极与MOS 管MN1的源极电连接，二极管D1的负极与接地端电连接，二极管D1的正极与MOS管MN1的源极电连接。
进一步地，本公开实施例还包括：第一电容，第一电容的一端与第七场效应管的漏极电连接，第一电容的另一端与接地端电连接。
在一种可能的实现方式中，参见图1，第一电容为C1，电容C1的一端与第七场效应管的漏极电连接，电容C1的另一端与接地端电连接。
进一步地，本公开实施例还包括：第二电容，第二电容的一端与第二场效应管的栅极电连接，第二电容的另一端与第二场效应管的源极电连接。
在一种可能的实现方式中，参见图1，第二电容为C2，电容C2的一端与第二场效应管的栅极电连接，电容C2的另一端与第二场效应管的源极电连接。
需要说明的是，第一二极管和第二二极管可以为普通型二极管，且普通型二极管的个数为至少一个。
根据本公开的另一方面，提供了一种偏置电流源产生电路200，包括上述任意一项的启动电路100。参见图2，图2示出本公开实施例的偏置电流源产生电路200的电路图，以本公开的启动电路100在偏置电流源产生电路200 为例进行介绍，具体如下所述。
MOS管MP6、MOS管MP7、MOS管MN4、MOS管MN5、电阻R1、三极管NPN1和三极管NPN2组成偏置电流产生210电路，MOS管MP1、MOS管MP2、 MOS管MP3、MOS管MP4、MOS管MP5、MOS管MN1、MOS管MN2、MOS 管MN3、电容C1、电容C2、二极管D1和二极管D2组成启动电路100，进一步地，MOS管MP1、MOS管MP2和MOS管MP6组成电流镜。
首先，当电源电压Vin缓慢上升时，V1处的电压初始为零，MOS管MP5 导通，V6处的电压跟随电源电压Vin缓慢上升，同时V5处的电压跟随V6处的电压上升而缓慢增加，此时MOS管MN3处于关断状态，V4处的电压呈现高阻节点。
接着，当V5处的电压随电源电压VIN缓慢上升到一定值时，MOS管MN3 导通，V4点电压缓慢上升，V1处的电压随V2、V3和V4处的电压上升而持续上升。
进一步地，MOS管MP3和MOS管MP4交叉结构形成正反馈，使得V1处的电压和V2处的电压加速变化。
进一步地，V5处的电压和V6处的电压持续上升，PTAT开始稳定工作，当V5处的电压大于MOS管MN3的阈值电压时，MOS管MN3导通，将V4处的电压下拉到接近地电位，V2处的电压同时被迅速拉低，MOS管MP3加速导通使得V1处的电压快速上升至电源电压Vin，此时MOS管MP5关断，启动电路 100关闭，MOS管MP3和MOS管MP4的通路没有电流消耗，进而实现零功耗。
避免了在现有技术中，当电源电压缓慢上升，RC的交流电流较小，在R 上产生的电压小于开关管的导通阈值，导致启动失败，整体电路无法启动工作的情况；并且，假设MP1和MP3，MP2和MP4通路存在的漏电情况下，V4 点为高阻节点，V2处的电压迅速上升跟随电眼电压，MN1导通，拉低V1处的电压，从而不会导致电容快速充电跟随电源电压，避免开关管MP5无法开启。
需要说明的是，二极管D1和二极管D2的作用是实现钳住V3处的电压，在低压器件工艺中避免MOS管MN3耐压问题。二极管D1和二极管D2可以用普通型二极管实现，也可以用MOS管寄生的体二极管实现，且二极管的个数不局限于1个，根据需要可串联多个，本公开不进行限定。
另外，需要说明的是，本公开的启动电路100可以应用在偏置电流源产生电路，也可用在带隙基准电路等电路，本公开不进行限定。
需要说明的是，尽管以上述作为示例介绍了启动电路100如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定启动电路100，只要达到所需功能即可。
这样，通过包括第一导通模块110、第二导通模块120、正反馈模块130和限制模块140，第一导通模块110，被配置为在第一电压值高于第一电压阈值的情况下导通电路，第二导通模块120，被配置为在第二电压值高于第二电压阈值的情况下导通电路，正反馈模块130，被配置为加速第三电压值和第四电压值的变化，限制模块140，被配置为限制第五电压值，第一导通模块 110的第一端适用于与电源电连接，第一导通模块110的第二端适用于与偏置电流模块电连接，第一导通模块110的第三端与正反馈模块130电连接，第二导通模块120的第一端与接地端电连接，第二导通模块120的第二端与限制模块140电连接，第一导通模块110的第三端适用于与偏置电流模块电连接，正反馈模块130的一端适用于与电源电连接，正反馈模块130的另一端与限制模块140电连接，限制模块140的一端与接地端电连接，限制模块140的另一端与正反馈模块130电连接，以使可以在电源电压斜率低、漏电大、大负载的情况下启动，进而使得电路进入正常工作状态。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (9)

1.一种启动电路，其特征在于，包括第一导通模块、第二导通模块、正反馈模块和限制模块；
所述第一导通模块，被配置为在第一电压值高于第一电压阈值的情况下导通电路；
所述第二导通模块，被配置为在第二电压值高于第二电压阈值的情况下导通电路；
所述正反馈模块，被配置为加速第三电压值和第四电压值的变化；
所述限制模块，被配置为限制第五电压值；
所述第一导通模块的第一端适用于与电源电连接，所述第一导通模块的第二端适用于与偏置电流模块电连接；所述第一导通模块的第三端与所述正反馈模块电连接；
所述第二导通模块的第一端与接地端电连接，所述第二导通模块的第二端与所述限制模块电连接；所述第二导通模块的第三端适用于与偏置电流模块电连接；
所述正反馈模块的一端适用于与所述电源电连接，所述正反馈模块的另一端与所述限制模块电连接；
所述限制模块的一端与接地端电连接，所述限制模块的另一端与所述正反馈模块电连接；
所述正反馈模块包括第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管和第八场效应管；
所述第三场效应管的源极与所述第四场效应管源极电连接，所述第三场效应管的栅极与所述第四场效应管的栅极电连接，所述第三场效应管的漏极与所述第五场效应管的源极电连接；
所述第四场效应管的漏极与所述第六场效应管的源极电连接，所述第四场效应管的源极适用于与所述电源电连接；
所述第五场效应管的漏极与所述第七场效应管的漏极电连接，所述第五场效应管的栅极与所述第六场效应管的漏极电连接；
所述第六场效应管的栅极与所述第五场效应管的漏极电连接，所述第六场效应管的漏极与所述第八场效应管的漏极电连接；
所述第七场效应管的栅极与所述第八场效应管的栅极电连接，所述第七场效应管的源极与所述限制模块电连接；
所述第八场效应管的源极与所述第二导通模块电连接，所述第八场效应管的栅极与所述第八场效应管的漏极电连接。
2.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于，所述第一导通模块包括第一场效应管；
所述第一场效应管的源极适用于与电源电连接，所述第一场效应管的漏极适用于与偏置电流模块电连接；所述第一场效应管的栅极与所述正反馈模块的第一端电连接。
3.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于，所述第二导通模块包括第二场效应管；
所述第二场效应管的源极适用于与接地端电连接，所述第二场效应管的漏极适用于与所述限制模块的第一端电连接；所述第二场效应管的栅极适用于与偏置电流模块电连接。
4.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于，所述限制模块包括第一二极管和第二二极管；
所述第一二极管的负极与所述第八场效应管的源极电连接，所述第一二极管的正极与所述第七场效应管的源极电连接；
所述第二二极管的负极与接地端电连接，所述第二二极管的正极与所述第七场效应管的源极电连接。
5.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于，还包括：第一电容；
所述第一电容的一端与所述第七场效应管的漏极电连接，所述第一电容的另一端与接地端电连接。
6.根据权利要求2所述的启动电路，其特征在于，还包括：第二电容；
所述第二电容的一端与第二场效应管的栅极电连接，所述第二电容的另一端与所述第二场效应管的源极电连接。
7.根据权利要求4所述的启动电路，其特征在于，所述第一二极管和所述第二二极管为普通型二极管。
8.根据权利要求7所述的启动电路，其特征在于，所述普通型二极管的个数为至少一个。
9.一种偏置电流源产生电路，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的启动电路。
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