CN115016588B - 用于带隙基准电路的启动电路及启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于带隙基准电路的启动电路及启动方法。一种用于带隙基准电路的启动电路,包括:与带隙基准电路分别连接的预启动电路及反馈电路,预启动电路被配置为:响应于初始控制信号导通,以向带隙基准电路传输启动电流,并控制带隙基准电路启动;反馈电路被配置为:检测带隙基准电路的反馈电压,并根据反馈电压输出实际控制信号,以控制预启动电路保持导通或关断。上述用于带隙基准电路的启动电路,反馈电路根据反馈电压判断带隙基准电路稳定时,控制预启动电路关断,以降低启动电路的功耗。此外,上述用于带隙基准电路的启动电路仅包括反馈电路和预启动电路,简化了启动电路的结构。
Description
技术领域
本申请涉及集成电路技术领域,特别是涉及一种用于带隙基准电路的启动电路及启动方法。
背景技术
在大规模集成电路***中,带隙基准电路是必不可少的一部分。带隙基准电路为集成电路***提供低温漂的参考电压以及电流偏置。因此,用于带隙基准电路的启动电路直接关系到带隙基准电路是否可以正常启动以及稳定工作。
然而,在现有的用于带隙基准电路的启动电路中,存在启动电路结构较复杂以及功耗损耗较大等问题。
因此,如何简化启动电路以及降低启动电路的功耗是亟需解决的问题。
发明内容
基于此,有必要提供一种用于带隙基准电路的启动电路及启动方法,以有效简化启动电路以及降低启动电路的功耗。
为了实现上述目的,本申请实施例提供了一种用于带隙基准电路的启动电路,包括:与带隙基准电路分别连接的预启动电路及反馈电路,预启动电路被配置为:响应于初始控制信号导通,以向带隙基准电路传输启动电流,并控制带隙基准电路启动;反馈电路被配置为:检测带隙基准电路的反馈电压,并根据反馈电压输出实际控制信号,以控制预启动电路保持导通或关断。
上述用于带隙基准电路的启动电路,预启动电路与带隙基准电路连接,并响应于初始控制信号导通带隙基准电路,实现带隙基准电路的稳定启动。反馈电路与带隙基准电路连接,可以检测带隙基准电路的反馈电压,根据反馈电压判断带隙基准电路稳定时,控制预启动电路关断,以降低启动电路的功耗,以及,根据反馈电压判断带隙基准电路异常时,控制预启动电路导通,以可以随时提供重新启动的电流,进而可以随时控制带隙基准电路重新启动。此外,上述用于带隙基准电路的启动电路仅包括反馈电路和预启动电路,简化了启动电路的结构。
可选地,预启动电路复用为稳定电路;反馈电路还被配置为:监测带隙基准电路启动后的反馈电压,并在反馈电压大于第一阈值时控制稳定电路导通,在反馈电压小于第二阈值时控制稳定电路关断;稳定电路还被配置为:在导通后向带隙基准电路传输补偿电流,以控制带隙基准电路稳定。
上述用于带隙基准电路的启动电路,当预启动电路在响应于初始控制信号启动带隙基准电路并被关断后,预启动电路可以复用为稳定电路。此时,当反馈电路检测到的带隙基准电路的反馈电压大于第一阈值时,表示带隙基准电路出现了波动,则反馈电路可以控制稳定电路导通,以向带隙基准电路提供电流(即传输补偿电流),辅助带隙基准电路重新稳定。当反馈电路检测到的带隙基准电路的反馈电压小于第二阈值时,表示带隙基准电路运行稳定,则稳定电路被控制关断或保持关断,利于降低启动电路的功耗。
可选地,用于带隙基准电路的启动电路还包括:第一使能电路,与带隙基准电路连接,被配置为:响应于第一使能信号,控制带隙基准电路的第一偏置电压;第二使能电路,与反馈电路连接,被配置为:响应于第二使能信号,控制反馈电路的第二偏置电压;第三使能电路,与预启动电路连接,被配置为:响应于第三使能信号,在第三使能信号为第一状态信号时,向预启动电路传输初始启动电流,以使预启动电路在导通后根据初始启动电流向带隙基准电路传输启动电流;其中,第二使能信号和第三使能信号相同,且第二使能信号和第三使能信号为第一使能信号的反向信号。
可选地,带隙基准电路包括:第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一三极管、第二三极管及放大器;第一晶体管的栅极与第二晶体管的栅极及放大器的输出端均相连接,第一晶体管的源极与第二晶体管的源极、第一使能电路、第三使能电路、反馈电路及第一电源端均相连接,第一晶体管的漏极与第一电阻的第一端及预启动电路均相连接;第二晶体管的漏极与第二电阻的第一端、预启动电路及参考电压端均相连接;第一电阻的第二端与放大器的第一输入端及第一三极管的发射极均相连接;第二电阻的第二端与放大器的第二输入端及第三电阻的第一端均相连接;第三电阻的第二端与第二三极管的发射极相连接;第一三极管的基极及集电极均与第二电源端、第二三极管的基极、第二三极管的集电极、反馈电路及第二使能电路相连接。
可选地,第一使能电路包括第一使能晶体管,第一使能晶体管的栅极与第一使能信号端相连接,第一使能晶体管的源极与反馈电路、第一晶体管的源极、第二晶体管的源极、第三使能电路及第一电源均相连接,第一使能晶体管的漏极与反馈电路、第一晶体管的栅极、第二晶体管的栅极及放大器的输出端均相连接;第二使能电路包括第二使能晶体管,第二使能晶体管的栅极与第二使能信号端相连接,第二使能晶体管的源极与反馈电路、第一三极管的基极、第一三极管的集电极、第二三极管的基极、第二三极管的集电极及第二电源均相连接,第二使能晶体管的漏极与反馈电路相连接;第三使能电路包括第三使能晶体管,第三使能晶体管的栅极与第三使能信号端相连接,第三使能晶体管的源极与第一晶体管的源极、第二晶体管的源极、第一使能晶体管的源极、反馈电路及第一电源均相连接,第三使能晶体管的漏极与预启动电路相连接。
可选地,预启动电路包括:第三晶体管及第四晶体管;第三晶体管的栅极与反馈电路相连接,第三晶体管的源极与第二晶体管的漏极、第二电阻的第一端及参考电压端均相连接,第三晶体管的漏极与第四晶体管的漏极及第三使能晶体管的漏极均相连接;第四晶体管的栅极与反馈电路相连接,第四晶体管的源极与第一晶体管的漏极及第一电阻的第一端均相连接。
可选地,第三晶体管及第四晶体管的阈值电压不超过200mV。
可选地,反馈电路包括:第四电阻、第五晶体管、第六晶体管及第七晶体管;第四电阻的第一端与第五晶体管的源极、第一使能晶体管的源极、第二晶体管的源极、第一晶体管的源极、第三使能晶体管的源极及第一电源均相连接,第四电阻的第二端与第七晶体管的漏极相连接;第五晶体管的栅极与第一使能晶体管的漏极、第一晶体管的栅极、第二晶体管的栅极及放大器的输出端均相连接,第五晶体管的漏极与第六晶体管的栅极、第六晶体管的漏极、第七晶体管的栅极及第二使能晶体管的源极均相连接;第六晶体管的源极与第七晶体管的源极、第二使能晶体管的漏极、第一三极管的基极、第一三极管的集电极、第二三极管的基极、第二三极管的集电极及第二电源端均相连接。
可选地,反馈电路包括:反馈晶体管、第五晶体管、第六晶体管及第七晶体管;反馈晶体管的栅极及漏极均与第七晶体管的漏极相连接,反馈晶体管的源极与第五晶体管的源极、第一使能晶体管的源极、第二晶体管的源极、第一晶体管的源极、第三使能晶体管的源极及第一电源均相连接;第五晶体管的栅极与第一使能晶体管的漏极、第一晶体管的栅极、第二晶体管的栅极及放大器的输出端均相连接,第五晶体管的漏极与第六晶体管的漏极及第二偏置电压端均相连接;第六晶体管的栅极与第二偏置电压端、第七晶体管的栅极及第二使能晶体管的源极均相连接,第六晶体管的源极与第七晶体管的源极、第二使能晶体管的漏极、第一三极管的基极、第一三极管的集电极、第二三极管的基极、第二三极管的集电极及第二电源端均相连接。
基于同样的发明构思,本申请还提供一种用于带隙基准电路的启动方法,应用于如前述方案中任一项的电路;启动方法包括:预启动电路响应于初始控制信号导通,并向带隙基准电路传输启动电流,以控制带隙基准电路启动;反馈电路检测带隙基准电路的反馈电压,并根据反馈电压输出实际控制信号,以控制预启动电路保持导通或关断。
上述用于带隙基准电路的启动方法,预启动电路响应于初始控制信号导通带隙基准电路,实现带隙基准电路的稳定启动。反馈电路可以检测带隙基准电路的反馈电压,根据反馈电压判断带隙基准电路稳定时,控制预启动电路关断,以降低启动带隙基准电路的功耗,以及,根据反馈电压判断带隙基准电路异常时,控制预启动电路导通,以可以随时提供重新启动的电流,进而可以随时控制带隙基准电路重新启动。此外,上述用于带隙基准电路的启动方法仅需要反馈电路和预启动电路,简化了用于启动带隙基准电路的电路结构。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一实施例中提供的一种用于带隙基准电路的启动电路的结构框图;
图2为一实施例中提供的另一种用于带隙基准电路的启动电路的结构框图;
图3为一实施例中提供的又一种用于带隙基准电路的启动电路的结构框图;
图4为一实施例中提供的一种用于带隙基准电路的启动电路的信号转换关系的示意图;
图5为一实施例中提供的一种用于带隙基准电路的启动电路的电路图;
图6为一实施例中提供的另一种用于带隙基准电路的启动电路的电路图;
图7为一实施例中提供的又一种用于带隙基准电路的启动电路的电路图;
图8为一实施例中提供的又一种用于带隙基准电路的启动电路的电路图;
图9为一实施例中提供的一种用于带隙基准电路的启动电路的时序图;
图10为一实施例中提供的又一种用于带隙基准电路的启动电路的电路图;
图11为一实施例中提供的一种用于带隙基准电路的启动方法的流程图。
附图标记说明:
10-带隙基准电路;
20-启动电路;21-预启动电路;22-反馈电路;23-稳定电路;24-第一使能电路;25-第二使能电路;26-第三使能电路;
T1-第一晶体管;T2-第二晶体管;T3-第三晶体管;T4-第四晶体管;T5-第五晶体管;T6-第六晶体管;T7-第七晶体管;Tp-第一使能晶体管;Tn-第二使能晶体管;Tc-第三使能晶体管;Tf-反馈晶体管;IT3-流过第三晶体管的电流;IT4-流过第四晶体管的电流;
R1-第一电阻;R2-第二电阻;R3-第三电阻;R4-第四电阻;
Q1-第一三极管;Q2-第二三极管;
A-放大器;I1-放大器的第一输入端;I2-放大器的第二输入端;O-放大器的输出端;
1en-第一使能信号/第一使能信号端;2enb-第二使能信号/第二使能信号端;3enb-第三使能信号/第三使能信号端;
Vdd-第一电源端/第一电源电压;Vss-第二电源端/第二电源电压;Vref-参考电压端/参考电压;
Vbp-第一偏置电压;Vbn-第一偏置电压。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本公开的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
可以理解,本申请所使用的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等可在本文中用于描述各种元件,但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一晶体管称为第二晶体管,且类似地,可将第二晶体管称为第一晶体管。第一晶体管和第二晶体管两者都是晶体管,但其不是同一晶体管。
可以理解,以下实施例中的“连接”,如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递,则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是,术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时,在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
在大规模集成电路***中,带隙基准电路是必不可少的一部分。带隙基准电路为集成电路***提供低温漂的参考电压以及电流偏置。因此,用于带隙基准电路的启动电路直接关系到带隙基准电路是否可以正常启动以及稳定工作。
然而,在现有的用于带隙基准电路的启动电路中,存在启动电路结构较复杂以及功耗损耗较大等问题。
因此,如何简化启动电路以及降低启动电路的功耗是亟需解决的问题。
鉴于上述现有技术的不足,本申请的目的在于提供一种用于带隙基准电路的启动电路及启动方法,以有效简化启动电路以及降低启动电路的功耗。
请参阅图1,本申请实施例提供了一种用于带隙基准电路10的启动电路20,包括:与带隙基准电路10分别连接的预启动电路21及反馈电路22,预启动电路21被配置为:响应于初始控制信号导通,以向带隙基准电路10传输启动电流,并控制带隙基准电路10启动;反馈电路22被配置为:检测带隙基准电路10的反馈电压,并根据反馈电压输出实际控制信号,以控制预启动电路21保持导通或关断。
上述用于带隙基准电路10的启动电路,预启动电路21与带隙基准电路10连接,并响应于初始控制信号导通带隙基准电路10,实现带隙基准电路10的稳定启动。反馈电路22与带隙基准电路10连接,可以检测带隙基准电路10的反馈电压,根据反馈电压判断带隙基准电路10稳定时,控制预启动电路21关断,以降低启动电路的功耗,以及,根据反馈电压判断带隙基准电路10异常时,控制预启动电路21导通,以可以随时提供重新启动的电流,进而可以随时控制带隙基准电路10重新启动。此外,上述用于带隙基准电路10的启动电路仅包括反馈电路22和预启动电路21,简化了启动电路20的结构。
在一些示例中,请参阅图2,预启动电路21复用为稳定电路23;反馈电路22还被配置为:监测带隙基准电路10启动后的反馈电压,并在反馈电压大于第一阈值时控制稳定电路23导通,在反馈电压小于第二阈值时控制稳定电路23关断;稳定电路23还被配置为:在导通后向带隙基准电路10传输补偿电流,以控制带隙基准电路10稳定。
上述用于带隙基准电路10的启动电路20,当预启动电路21在响应于初始控制信号导通带隙基准电路10并被关断之后,预启动电路可以复用为稳定电路23。此时,当反馈电路22检测到的带隙基准电路10的反馈电压大于第一阈值时,表示带隙基准电路10出现了波动,则反馈电路22可以控制稳定电路23导通,以向带隙基准电路提供电流(即传输补偿电流),辅助带隙基准电路10重新稳定。当反馈电路22检测到的带隙基准电路10的反馈电压小于第二阈值时,表示带隙基准电路10运行稳定,则稳定电路23被控制关断或保持关断,利于降低启动电路20的功耗。
在一些示例中,请参阅图3,用于带隙基准电路10的启动电路20还包括:第一使能电路24,与带隙基准电路10连接,被配置为:响应于第一使能信号,控制带隙基准电路10的第一偏置电压;第二使能电路25,与反馈电路22连接,被配置为:响应于第二使能信号,控制反馈电路22的第二偏置电压;第三使能电路26,与预启动电路21连接,被配置为:响应于第三使能信号,在第三使能信号为第一状态信号时,向预启动电路21传输初始启动电流,以使预启动电路21在导通后根据初始启动电流向带隙基准电路10传输启动电流。其中,请参阅图4,第二使能信号2enb和第三使能信号3enb相同,且第二使能信号2enb和第三使能信号3enb为第一使能信号1en的反向信号。
在一些示例中,请参阅图5,带隙基准电路10包括:第一晶体管T1、第二晶体管T2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一三极管Q1、第二三极管Q2及放大器A;第一晶体管T1的栅极与第二晶体管T2的栅极及放大器A的输出端O均相连接,第一晶体管T1的源极与第二晶体管T2的源极、第一使能电路24、第三使能电路26、反馈电路22及第一电源Vdd端均相连接,第一晶体管T1的漏极与第一电阻R1的第一端及预启动电路21均相连接;第二晶体管T2的漏极与第二电阻R2的第一端、预启动电路21及参考电压端Vref均相连接;第一电阻R1的第二端与放大器A的第一输入端I1及第一三极管Q1的发射极均相连接;第二电阻R2的第二端与放大器A的第二输入端I2及第三电阻R3的第一端均相连接;第三电阻R3的第二端与第二三极管Q2的发射极相连接;第一三极管Q1的基极及集电极均与第二电源端Vss、第二三极管Q2的基极、第二三极管Q2的集电极、反馈电路22及第二使能电路25相连接。
需要说明的是,Vbp为第一偏置电压。第一使能电路24响应于第一使能信号,控制带隙基准电路10的第一偏置电压Vbp。
可选地,第一偏置电压Vbp为第一晶体管T1的栅极、第二晶体管T2的栅极及放大器A的输出端O相连接节点的电压。
在一些示例中,请参阅图6,第一使能电路24包括第一使能晶体管Tp,第一使能晶体管Tp的栅极与第一使能信号端1en相连接,第一使能晶体管Tp的源极与反馈电路22、第一晶体管T1的源极、第二晶体管T2的源极、第三使能电路26及第一电源Vdd均相连接,第一使能晶体管Tp的漏极与反馈电路22、第一晶体管T1的栅极、第二晶体管T2的栅极及放大器A的输出端O均相连接;第二使能电路25包括第二使能晶体管Tn,第二使能晶体管Tn的栅极与第二使能信号端2enb相连接,第二使能晶体管Tn的源极与反馈电路22、第一三极管Q1的基极、第一三极管Q1的集电极、第二三极管Q2的基极、第二三极管Q2的集电极及第二电源均相连接,第二使能晶体管Tn的漏极与反馈电路22相连接;第三使能电路26包括第三使能晶体管Tc,第三使能晶体管Tc的栅极与第三使能信号端3enb相连接,第三使能晶体管Tc的源极与第一晶体管T1的源极、第二晶体管T2的源极、第一使能晶体管Tp的源极、反馈电路22及第一电源Vdd均相连接,第三使能晶体管Tc的漏极与预启动电路21相连接。
在一些示例中,请参阅图7,预启动电路21包括:第三晶体管T3及第四晶体管T4;第三晶体管T3的栅极与反馈电路22相连接,第三晶体管T3的源极与第二晶体管T2的漏极、第二电阻R2的第一端及参考电压端Vref均相连接,第三晶体管T3的漏极与第四晶体管T4的漏极及第三使能晶体管Tc的漏极均相连接;第四晶体管T4的栅极与反馈电路22相连接,第四晶体管T4的源极与第一晶体管T1的漏极及第一电阻R1的第一端均相连接。
需要说明的是,第三晶体管T3及第四晶体管T4的阈值电压不超过200mV。例如,第三晶体管T3的阈值电压可以为200mV、160mV、120mV、90mV、50mV以及10mV等等。第四晶体管T4的阈值电压可以为200mV、160mV、120mV、90mV、50mV以及10mV等等。
需要说明的是,Vfb为反馈电压。反馈电路22检测带隙基准电路10的反馈电压Vfb,并根据反馈电压Vfb输出实际控制信号,以控制预启动电路21保持导通或关断。
在一些示例中,请参阅图8,反馈电路22包括:第四电阻R4、第五晶体管T5、第六晶体管T6及第七晶体管T7;第四电阻R4的第一端与第五晶体管T5的源极、第一使能晶体管Tp的源极、第二晶体管T2的源极、第一晶体管T1的源极、第三使能晶体管Tc的源极及第一电源Vdd均相连接,第四电阻RR4的第二端与第七晶体管T7的漏极相连接;第五晶体管T5的栅极与第一使能晶体管Tp的漏极、第一晶体管T1的栅极、第二晶体管T2的栅极及放大器A的输出端O均相连接,第五晶体管T5的漏极与第六晶体管T6的栅极、第六晶体管T6的漏极、第七晶体管T7的栅极及第二使能晶体管Tn的源极均相连接;第六晶体管T6的源极与第七晶体管T7的源极、第二使能晶体管Tn的漏极、第一三极管Q1的基极、第一三极管Q1的集电极、第二三极管Q2的基极、第二三极管Q2的集电极及第二电源端Vss均相连接。
需要说明的是,Vbn为第二偏置电压。第二使能电路25响应于第二使能信号2enb,控制反馈电路22的第二偏置电压Vbn。
可选地,第二偏置电压Vbn为第六晶体管T6的栅极、第六晶体管T6的漏极及第二使能晶体管Tn的源极相连接节点的电压。
可选地,反馈电压Vfb为第三晶体管T3的栅极、第四晶体管T4的栅极、第四电阻R4的第二端及第七晶体管T7的漏极相连接节点的电压。
在一个可选的实施例中,请参阅图8及图9,初始阶段,第一使能信号1en为低电平,此时通过第一使能电路24将第一偏置电压Vbp拉高为第一电源电压Vdd,第二使能电路25将第二偏置电压Vbn拉低为第二电源电压Vss,第三使能晶体管Tc处于断开状态,第三晶体管T3及第四晶体管T4没有电流流过,IT3=IT4=0,即预启动电路21关断,则带隙基准电路10处于关闭状态。当第一使能信号1en变为高电平后,当第三使能信号3enb变为低电平,第三使能晶体管Tc开始导通;反馈电压Vfb初始为高电平,故第三晶体管T3及第四晶体管T4开始导通;第三使能晶体管Tc、第三晶体管T3流入第二电阻R2、第三电阻R3及第二三极管Q2,以及通过第三使能晶体管Tc、第四晶体管T4流入第一电阻R1和第一三极管Q1,这里第一电阻R1的值等于第二电阻R2的值。第三晶体管T3及第四晶体管T4为带隙基准电路10提供了初始的启动电流,也即,预启动电路21响应于初始控制信号导通,以向带隙基准电路10传输启动电流,并控制带隙基准电路10启动。当带隙基准电路10稳定启动后,参考电压Vref逐渐上升,第一偏置电压Vbp从第一电源电压Vdd逐渐下降,第一晶体管T1、第二晶体管T2及第五晶体管T5开始流过电流,第六晶体管T6为自偏置连接,第六晶体管T6中有电流后,第七晶体管T7也有电流流过,这里第七晶体管T7的尺寸要比较大,保证反馈电压Vfb最终稳定在一个较低的电平上。当反馈电压Vfb从接近第一电源电压Vdd下降到接近第二电源电压Vss后,预启动电路21中的第三晶体管T3及第四晶体管T4就截止了,即预启动电路21关断。
在带隙基准电路10稳定工作时,带隙基准电路10中A、B两节点电压为1.2V左右,反馈电压Vfb≈0,此时Vgs3,Vgs4远小于其开启电压,因此可以很好的截止。其中,Vgs3表示第三晶体管T3的栅极和源极之间的电压,Vgs4表示第四晶体管T4的栅极和源极之间的电压。在带隙基准电路10启动稳定建立后,带隙基准电路10可以自身维持环路稳定。当受到外部影响,如动态静电释放,带隙基准电路10可能会出现不稳态,无法正常工作,那此时第一三极管Q1和第二三极管Q2中无电流或者有很小的电流,第六晶体管T6流过的电流也变小,第七晶体管T7中电流变小,反馈电压Vfb上升,这样稳定电路23的第三晶体管T3及第四晶体管T4又被开启,重新给第一三极管Q1和第二三极管Q2注入电流(即传输补偿电流),以辅助带隙基准电路10重新稳定。随后在带隙基准电路10重新稳定后,同前述相关内容,第三晶体管T3及第四晶体管T4被关闭,不再影响带隙基准电路10工作。
在一些示例中,反馈电路22还可以采用其他结构。请参阅图10,反馈电路22包括:反馈晶体管Tf、第五晶体管T5、第六晶体管T6及第七晶体管T7;反馈晶体管Tf的栅极及漏极均与第七晶体管T7的漏极相连接,反馈晶体管Tf的源极与第五晶体管T5的源极、第一使能晶体管Tp的源极、第二晶体管T2的源极、第一晶体管T1的源极、第三使能晶体管Tc的源极及第一电源Vdd均相连接;第五晶体管T5的栅极与第一使能晶体管Tp的漏极、第一晶体管T1的栅极、第二晶体管T2的栅极及放大器A的输出端O均相连接,第五晶体管T5的漏极与第六晶体管T6的漏极及第二偏置电压端均相连接;第六晶体管T6的栅极与第二偏置电压端、第七晶体管T7的栅极及第二使能晶体管Tn的源极均相连接,第六晶体管T6的源极与第七晶体管T7的源极、第二使能晶体管Tn的漏极、第一三极管Q1的基极、第一三极管Q1的集电极、第二三极管Q2的基极、第二三极管Q2的集电极及第二电源端Vss均相连接。
示例地,请参阅图10,第三晶体管T3及第四晶体管T4仅在电路开启的一段时间内有电流流过,而第七晶体管T7和第四电阻R4中的电流大小主要由电阻R4决定。为了减小电路面积,相比较前述采用了第四电阻R4的实施例,本实施例可以把第四电阻R4用反馈晶体管Tf代替,即用图10中的反馈晶体管Tf可以替代图8中的第四电阻R4,在相同的阻值的前提下,反馈晶体管Tf的面积可以远小于第四电阻R4,因此,在带隙基准电路的启动电路实现低功耗的同时还可以减小面积。
基于同样的发明构思,请参阅图11,本申请还提供一种用于带隙基准电路的启动方法,应用于如前述方案中任一项的电路;启动方法包括:
S10:预启动电路响应于初始控制信号导通,并向带隙基准电路传输启动电流,以控制带隙基准电路启动;
S20:反馈电路检测带隙基准电路的反馈电压,并根据反馈电压输出实际控制信号,以控制预启动电路保持导通或关断。
上述用于带隙基准电路的启动方法,预启动电路响应于初始控制信号导通带隙基准电路,实现带隙基准电路的稳定启动。反馈电路可以检测带隙基准电路的反馈电压,根据反馈电压判断带隙基准电路稳定时,控制预启动电路关断,以降低启动带隙基准电路的功耗,以及,根据反馈电压判断带隙基准电路异常时,控制预启动电路导通,以可以随时提供重新启动的电流,进而可以随时控制带隙基准电路重新启动。此外,上述用于带隙基准电路的启动方法仅需要反馈电路和预启动电路,简化了用于启动带隙基准电路的电路结构。
在一些示例中,反馈电路还监测带隙基准电路启动后的反馈电压,并在反馈电压大于第一阈值时控制稳定电路导通,在反馈电压小于第二阈值时控制稳定电路关断;稳定电路还在导通后向带隙基准电路传输补偿电流,以控制带隙基准电路稳定。
在一些示例中,用于带隙基准电路的启动方法还包括:第一使能电路响应于第一使能信号,控制带隙基准电路的第一偏置电压;第二使能电路响应于第二使能信号,控制反馈电路的第二偏置电压;第三使能电路响应于第三使能信号,在第三使能信号为第一状态信号时,向预启动电路传输初始启动电流,以使预启动电路在导通后根据初始启动电流向带隙基准电路传输启动电流;其中,第二使能信号和第三使能信号相同,且第二使能信号和第三使能信号为第一使能信号的反向信号。
上述用于带隙基准电路的启动方法,当反馈电路检测到的带隙基准电路的反馈电压大于第一阈值时,表示带隙基准电路出现异常,则反馈电路控制稳定电路导通,以提供重新启动的电流,即传输补偿电流,进而控制带隙基准电路重新稳定启动。当反馈电路检测到的带隙基准电路的反馈电压小于第二阈值时,表示带隙基准电路稳定启动,则反馈电路控制稳定电路关断,以降低启动电路的功耗。
在本说明书的描述中,上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本公开的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本公开构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本公开的保护范围。因此,本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种用于带隙基准电路的启动电路,其特征在于,包括:与带隙基准电路分别连接的预启动电路及反馈电路,
所述预启动电路被配置为:响应于初始控制信号导通,以向所述带隙基准电路传输启动电流,并控制所述带隙基准电路启动;
所述反馈电路被配置为:检测所述带隙基准电路的反馈电压,并根据所述反馈电压输出实际控制信号,以控制所述预启动电路保持导通或关断;
所述预启动电路复用为稳定电路;
所述反馈电路还被配置为:监测所述带隙基准电路启动后的反馈电压,并在所述反馈电压大于第一阈值时控制所述稳定电路导通,在所述反馈电压小于第二阈值时控制所述稳定电路关断;
所述稳定电路还被配置为:在导通后向所述带隙基准电路传输补偿电流,以控制所述带隙基准电路稳定;
所述启动电路还包括:
第一使能电路,与所述带隙基准电路连接,被配置为:响应于第一使能信号,控制所述带隙基准电路的第一偏置电压;
第二使能电路,与所述反馈电路连接,被配置为:响应于第二使能信号,控制所述反馈电路的第二偏置电压;
第三使能电路,与所述预启动电路连接,被配置为:响应于第三使能信号,在所述第三使能信号为第一状态信号时,向所述预启动电路传输初始启动电流,以使所述预启动电路在导通后根据所述初始启动电流向所述带隙基准电路传输启动电流;
其中,所述第二使能信号和所述第三使能信号相同,且所述第二使能信号和所述第三使能信号为所述第一使能信号的反向信号。
2.如权利要求1所述的用于带隙基准电路的启动电路,其特征在于,所述带隙基准电路包括:第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一三极管、第二三极管及放大器;
所述第一晶体管的栅极与所述第二晶体管的栅极及所述放大器的输出端均相连接,所述第一晶体管的源极与所述第二晶体管的源极、所述第一使能电路、所述第三使能电路、所述反馈电路及第一电源端均相连接,所述第一晶体管的漏极与所述第一电阻的第一端及所述预启动电路均相连接;
所述第二晶体管的漏极与所述第二电阻的第一端、所述预启动电路及参考电压端均相连接;
所述第一电阻的第二端与所述放大器的第一输入端及所述第一三极管的发射极均相连接;
所述第二电阻的第二端与所述放大器的第二输入端及所述第三电阻的第一端均相连接;
所述第三电阻的第二端与所述第二三极管的发射极相连接;
所述第一三极管的基极及集电极均与第二电源端、所述第二三极管的基极、所述第二三极管的集电极、所述反馈电路及所述第二使能电路相连接。
3.如权利要求2所述的用于带隙基准电路的启动电路,其特征在于,
所述第一使能电路包括第一使能晶体管,所述第一使能晶体管的栅极与第一使能信号端相连接,所述第一使能晶体管的源极与所述反馈电路、所述第一晶体管的源极、所述第二晶体管的源极、所述第三使能电路及所述第一电源均相连接,所述第一使能晶体管的漏极与所述反馈电路、所述第一晶体管的栅极、所述第二晶体管的栅极及所述放大器的输出端均相连接;
所述第二使能电路包括第二使能晶体管,所述第二使能晶体管的栅极与第二使能信号端相连接,所述第二使能晶体管的源极与所述反馈电路、所述第一三极管的基极、所述第一三极管的集电极、所述第二三极管的基极、所述第二三极管的集电极及所述第二电源均相连接,所述第二使能晶体管的漏极与所述反馈电路相连接;
所述第三使能电路包括第三使能晶体管,所述第三使能晶体管的栅极与第三使能信号端相连接,所述第三使能晶体管的源极与所述第一晶体管的源极、所述第二晶体管的源极、所述第一使能晶体管的源极、所述反馈电路及所述第一电源均相连接,所述第三使能晶体管的漏极与所述预启动电路相连接。
4.如权利要求3所述的用于带隙基准电路的启动电路,其特征在于,所述预启动电路包括:第三晶体管及第四晶体管;
所述第三晶体管的栅极与所述反馈电路相连接,所述第三晶体管的源极与所述第二晶体管的漏极、所述第二电阻的第一端及所述参考电压端均相连接,所述第三晶体管的漏极与所述第四晶体管的漏极及所述第三使能晶体管的漏极均相连接;
所述第四晶体管的栅极与所述反馈电路相连接,所述第四晶体管的源极与所述第一晶体管的漏极及所述第一电阻的第一端均相连接。
5.如权利要求4所述的用于带隙基准电路的启动电路,其特征在于,所述第三晶体管及所述第四晶体管的阈值电压不超过200mV。
6.如权利要求3所述的用于带隙基准电路的启动电路,其特征在于,所述反馈电路包括:第四电阻、第五晶体管、第六晶体管及第七晶体管;
所述第四电阻的第一端与所述第五晶体管的源极、所述第一使能晶体管的源极、所述第二晶体管的源极、所述第一晶体管的源极、所述第三使能晶体管的源极及所述第一电源均相连接,所述第四电阻的第二端与所述第七晶体管的漏极相连接;
所述第五晶体管的栅极与所述第一使能晶体管的漏极、所述第一晶体管的栅极、所述第二晶体管的栅极及所述放大器的输出端均相连接,所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的栅极、所述第六晶体管的漏极、所述第七晶体管的栅极及所述第二使能晶体管的源极均相连接;
所述第六晶体管的源极与所述第七晶体管的源极、所述第二使能晶体管的漏极、所述第一三极管的基极、所述第一三极管的集电极、所述第二三极管的基极、所述第二三极管的集电极及所述第二电源端均相连接。
7.如权利要求3所述的用于带隙基准电路的启动电路,其特征在于,所述反馈电路包括:反馈晶体管、第五晶体管、第六晶体管及第七晶体管;
所述反馈晶体管的栅极及漏极均与所述第七晶体管的漏极相连接,所述反馈晶体管的源极与所述第五晶体管的源极、所述第一使能晶体管的源极、所述第二晶体管的源极、所述第一晶体管的源极、所述第三使能晶体管的源极及所述第一电源均相连接;
所述第五晶体管的栅极与所述第一使能晶体管的漏极、所述第一晶体管的栅极、所述第二晶体管的栅极及所述放大器的输出端均相连接,所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的漏极及所述第二偏置电压端均相连接;
所述第六晶体管的栅极与所述第二偏置电压端、所述第七晶体管的栅极及所述第二使能晶体管的源极均相连接,所述第六晶体管的源极与所述第七晶体管的源极、所述第二使能晶体管的漏极、所述第一三极管的基极、所述第一三极管的集电极、所述第二三极管的基极、所述第二三极管的集电极及所述第二电源端均相连接。
8.一种用于带隙基准电路的启动方法,其特征在于,应用于如权利要求1~7中任一项所述的启动电路;所述启动方法包括:
所述预启动电路响应于初始控制信号导通,并向所述带隙基准电路传输启动电流,以控制所述带隙基准电路启动;
所述反馈电路检测所述带隙基准电路的反馈电压,并根据所述反馈电压输出实际控制信号,以控制所述预启动电路保持导通或关断。
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