專利名稱：一種低功耗低溫度系數電壓基準源的制作方法
技術領域：
本發明涉及電源電壓技術領域，確切地說涉及一種低功耗低溫度系數電壓基準源。
背景技術：
在模擬、數模混合、甚至純數字電路中都需要高電源抑制比、低溫度系數的高精度電壓基準源。電壓基準源的穩定性直接決定了電路性能的優劣。描述電壓基準源穩定性的指標主要有電源抑制比、溫度系數等。為了滿足電路在惡劣的外界溫度環境下正常工作的要求以及提高電源利用效率，電壓基準必須具有高的溫度穩定性、高的電源抑制比和低功耗等特點。 而針對電池供電器件中的基準電壓模塊，其特點須為供電電壓低、芯片面積小和提供低基準輸出電壓。傳統的帶隙基準源采用一階溫度補償，主要靠負溫度系數的Vbe
和正溫系數的Vr來實現。在忽略Vbe非線性的情況下，一階溫度系數通常限制在
20-100ppm/°C。盡管高階補償技術的引用，可以改善其溫度穩定性，但同時由于帶隙基準的輸出電壓在I. 25V左右，導致帶隙基準源不可能在較低的供電電壓下工作。帶隙基準源，其電路結構的復雜度也阻礙了芯片面積的小型化和功耗的降低。
發明內容
本發明為解決上述現有技術中所存在的基準源供電電壓較高，提供的基準輸出電壓較高，功耗較高，結構較為復雜等技術問題，提出了一種低功耗低溫度系數的電壓基準源。本發明是通過采用下述技術方案實現的
一種低功耗低溫度系數的電壓基準源，包括補償電流產生電路和一階溫度補償電路，其特征在于所述補償電流產生電路的補償電流由工作在亞閾區的NMOS管提供，一階溫度補償電路由增強型NMOS管和耗盡型NMOS管組成，補償電流產生電路與一階補償電路相連接，由補償電流產生電路中工作在亞閾區的耗盡型NMOS管為一階補償電路引入補償電流，從而輸出低溫度系數的基準電壓。所述補償電流產生電路，包括耗盡型NMOS管MDl，增強型NMOS管MEO和MEl ;其中，耗盡型NMOS管MDl的漏極接外接電源電壓，耗盡型NMOS管MDl的柵極接地，耗盡型NMOS管MDl的源極、增強型NMOS管MEO的漏極和柵極與增強型NMOS管MEl的柵極相連并作為節點A，增強型NMOS管MEO的源極接地，增強型NMOS管MEl的源極接地，增強型NMOS管MEl的漏極作為節點V冊。所述一階溫度補償電路，包括耗盡型NMOS管MD2，增強型NMOS管ME2。其中，耗盡型NMOS管MD2的漏極接電源電壓；耗盡型NMOS管MD2的柵極和源極，增強型NMOS管ME2
的柵極和漏極與增強型NMOS管的MEl的漏極相連接于節點V勝，增強型NMOS管ME2的
源極接地。與現有技術相比，本發明所達到的技術效果如下
I、本發明中，采用所述補償電流產生電路的補償電流由工作在亞閾區的NMOS管提供，一階溫度補償電路由增強型NMOS管和耗盡型NMOS管組成，補償電流產生電路與一階補償電路相連接，由補償電流產生電路中工作在亞閾區的耗盡型NMOS管為一階補償電路引入補償電流這樣的結構方式，解決了現有技術中所存在的基準源供電電壓較高，提供的基準 輸出電壓較高，功耗較高，結構較為復雜等技術問題。具體地，通過在基準電壓溫度曲線上新增加一個零溫度系數點，使得該基準模塊具有很好的溫度穩定性。由于該電壓基準源結構簡單，采用管子數目極少，因此不僅帶來了功耗的降低，也實現了芯片面積的小型化和結構的簡單化。同時，該結構不同于帶隙基準，補償電流產生電路以及一階溫度補償電路電源到地的通路上，僅存在一個增強型NMOS管和一個耗盡型NMOS管，因此本發明基準源可以工作在低電源電壓下，并提供較低的基準電壓。本發明適用于模擬集成電路，高精度數模轉換電路以及純數字集成電路。2、本發明中，所采用的補償電流產生電路由工作在亞閾區的耗盡型NMOS管和兩個工作在亞閾區的增強型NMOS管組成，其中耗盡型NMOS管和一個增強型NMOS管均工作在亞閾區，產生補償電流。所產生的補償電流被另外一個工作在亞閾區的增強型NMOS管鏡像。所鏡像的補償電流與一階補償電路相結合，使得基準電壓在溫度較高時新增加了一個零溫度系數點，從而提高了基準電壓源的溫度穩定性。與其他補償電流產生電路相比，本發明中的補償電流產生電路具有結構極其簡單的特點。3、本發明中，所采用的一階溫度補償電路由柵源短接的耗盡型NMOS管和二極管接法的增強型NMOS管組成，為基準源產生了一個零溫度系數點。該一階溫度補償電路與補償電流產生電路相結合，使得該基準源在整個溫度范圍內，實現了更好的溫度穩定性。與其他一階溫度補償電路相比，本發明所涉及的一階溫度補償電路具有結構及其簡單的特點。
下面將結合說明書附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明，其中
圖I為本發明的低功耗低溫度系數的電壓基準源電路示意 圖2為本發明的低功耗低溫度系數的電壓基準源不同供電電壓的輸出電壓溫度特性
圖3為本發明的低功耗低溫度系數的電壓基準源電源抑制比特性圖。
具體實施例方式實施例I作為本發明的一較佳實施方式，本發明公開了一種低功耗低溫度系數的電壓基準源，包括補償電流產生電路和一階溫度補償電路，所述補償電流產生電路的補償電流由工作在亞閾區的NMOS管提供，一階溫度補償電路由增強型NMOS管和耗盡型NMOS管組成，補償電流產生電路與一階補償電路相連接，由補償電流產生電路中工作在亞閾區的耗盡型NMOS管為一階補償電路引入補償電流，從而輸出低溫度系數的基準電壓。實施例2
作為本發明的最佳實施方式，下面將結合說明書附圖予以具體說明
本發明所述低功耗低溫度系數電壓基準源電路示意圖如圖I所示。其中，補償電流產生電路，包括耗盡型NMOS管MDl，增強型NMOS管ME0、ME1。其中，耗盡型NMOS管MDl的漏極接外接電源電壓，耗盡型NMOS管MDl的柵極接地，耗盡型NMOS管MDl的源極、增強型NMOS管MEO的漏極和柵極與增強型NMOS管MEl的柵極相連并作為節點A，增強型NMOS管MEO的源極接地，增強型NMOS管MEl的源極接地，增強型NMOS管MEl
的漏極作為節點Fxef。由于增強型NMOS管MEO的柵源電壓 ^gsCMEO) > O ，導致耗盡型NMOS管MDl的柵源電壓^gs(MlXO <，因此mdI和ME0工作在亞閾
區。流過MDl和MEO的電流被MEl鏡像#倍后作為補償電流/e
權利要求
1.一種低功耗低溫度系數的電壓基準源，包括補償電流產生電路和一階溫度補償電路，其特征在于所述補償電流產生電路的補償電流由工作在亞閾區的NMOS管提供，一階溫度補償電路由增強型NMOS管和耗盡型NMOS管組成，補償電流產生電路與一階補償電路相連接，由補償電流產生電路中工作在亞閾區的耗盡型NMOS管為一階補償電路引入補償電流。
2.根據權利要求I所述的一種低功耗低溫度系數的電壓基準源，其特征在于所述補償電流產生電路，包括耗盡型NMOS管MDl，增強型NMOS管MEO和MEl ;其中，耗盡型NMOS管MDl的漏極接外接電源電壓，耗盡型NMOS管MDl的柵極接地，耗盡型NMOS管MDl的源極、增強型NMOS管MEO的漏極和柵極與增強型NMOS管MEl的柵極相連并作為節點A，增強型NMOS管MEO的源極接地，增強型NMOS管MEl的源極接地，增強型NMOS管MEl的漏極作為節占P 9REF。
3.根據權利要求I或2所述的一種低功耗低溫度系數的電壓基準源，其特征在于所述一階溫度補償電路，包括耗盡型NMOS管MD2，增強型NMOS管ME2，其中，耗盡型NMOS管MD2的漏極接電源電壓；耗盡型NMOS管MD2的柵極和源極，增強型NMOS管ME2的柵極和漏極與增強型NMOS管的MEl的漏極相連接于節點Vjfjn7，增強型NMOS管ME2的源極接地。 JtiIzJr
全文摘要
本發明公開了一種低功耗低溫度系數的電壓基準源，涉及電源電壓技術領域，包括補償電流產生電路和一階溫度補償電路,所述補償電流產生電路的補償電流由工作在亞閾區的NMOS管提供，一階溫度補償電路由增強型NMOS管和耗盡型NMOS管組成，補償電流產生電路與一階補償電路相連接，由補償電流產生電路中工作在亞閾區的耗盡型NMOS管為一階補償電路引入補償電流，從而輸出低溫度系數的基準電壓。本發明通過在基準電壓溫度曲線上新增加一個零溫度系數點，使得該基準模塊具有很好的溫度穩定性，同時，該電壓基準源還具有低功耗等特點，可以工作在低電源電壓下，并適用于模擬集成電路，高精度數模轉換電路以及純數字集成電路。
文檔編號G05F1/56GK102880215SQ20121034347
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者甄少偉, 龔靖, 龔劍, 胡烽, 羅萍, 賀雅娟, 張波 申請人:電子科技大學