一種基于dc-dc的帶隙基準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于DC-DC的帶隙基準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，占用面積小，具有低功耗、高精度等特點可達(dá)到省電、高效率要求，可為系統(tǒng)中其它模塊電路提供一個與電源電壓、溫度、工藝無關(guān)的參考電壓或電流，且其高精度對系統(tǒng)靜態(tài)和噪聲性能也具有重要影響，有較好的工作性能；其包括基準(zhǔn)電路模塊，所述基準(zhǔn)電路模塊包括輸入模塊、帶隙主電路模塊和輸出偏置電壓電路模塊，所述輸入模塊連接所述帶隙主電路模塊的輸入端，所述帶隙主電路模塊的輸出端連接所述輸出偏置電壓電路模塊的輸入端。
【專利說明】—種基于DC-DC的帶隙基準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子電路【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種高精度互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體帶隙基準(zhǔn)電路，具體為一種基于DC-DC的帶隙基準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著電子產(chǎn)品和無線通信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，電子產(chǎn)品和無線通信系統(tǒng)的集成度越來越高，電路結(jié)構(gòu)和功能也日益復(fù)雜和完善，低壓低功耗、低溫度系數(shù)、高電源抑制比(PSRR)帶隙基準(zhǔn)源在電路設(shè)計中有著廣泛的應(yīng)用，同時基準(zhǔn)電路還需要與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝兼容，因此設(shè)計高性能帶隙基準(zhǔn)電路成為了模擬以及混合電路設(shè)計的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本實用新型提供了一種基于DC-DC的帶隙基準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，占用面積小，具有低功耗、高精度等特點可達(dá)到省電、高效率要求，可為系統(tǒng)中其它模塊電路提供一個與電源電壓、溫度、工藝無關(guān)的參考電壓或電流，且其高精度對系統(tǒng)靜態(tài)和噪聲性能也具有重要影響，有較好的工作性能。
[0004]其技術(shù)方案是這樣的:其特征在于:其包括基準(zhǔn)電路模塊，所述基準(zhǔn)電路模塊包括輸入模塊、帶隙主電路模塊和輸出偏置電壓電路模塊，所述輸入模塊連接所述帶隙主電路模塊的輸入端，所述帶隙主電路模塊的輸出端連接所述輸出偏置電壓電路模塊的輸入端。
[0005]其進(jìn)一步特征在于:所述輸入模塊包括電阻R7、MOS管PM6、PM7 ;所述帶隙主電路模塊包括MOS管PM1?PM5、NM1?NM5、三極管Q1?Q3、電阻R(TR3、電容CO ;所述輸出偏置電壓電路模塊包括MOS管NM6、電阻R4?R6、電容C1?C3，所述MOS管PM1?PM7為P溝道MOS管，所述MOS管ΝΜ1?NM6為N溝道MOS管，所述MOS管ΡΜ1?PM7的源極分別與其對應(yīng)的襯底極相連，所述MOS管PM6、PM7的源極相連并接電源VDD，所述MOS管PM6的漏極連接所述電阻R7的一端，所述MOS管PM7的漏極與所述MOS管PM1、PM2、PM3、PM4的源極均連接，所述MOS管PM1、PM2的柵極相連接并與所述MOS管PM2的漏極連接后接于所述三極管Ql的集電極，所述MOS管PM3、PM4的柵極相連接并與所述MOS管PM3的漏極連接后接于所述三極管Q2的集電極，所述三極管Ql、Q2的發(fā)射極相連后接于所述MOS管匪3的漏極，所述電阻RO的一端連接所述電阻R2的一端、三極管Ql的基極，所述電阻RO的另一端連接所述電阻Rl的一端、三極管Q2的基極、MOS管NM4的漏極，所述電阻Rl的另一端與所述MOS管NM4的源極、三極管Q3的基極、集電極均相連接，所述MOS管NM4的源極、襯底極相連，所述MOS管Wl的柵極、漏極連接后接于所述MOS管PMl的漏極，所述MOS管匪1、匪2的柵極相連接，所述MOS管匪2的漏極與所述MOS管PM4的漏極、MOS管PM5的柵極、電阻R3的一端均連接，所述電阻R3的另一端連接所述電容CO的一端，所述電阻R4的一端連接所述電阻R5、電容C2的一端，所述電阻R5的另一端連接所述電阻R6、電容Cl的一端，所述MOS管匪5的漏極、MOS管NM4、NM6的柵極、MOS管PM5的源極、電阻R2、R4的另一端、電容C3的一端均連接于所述電阻R7的另一端，所述MOS管匪1、匪2、匪3、匪5的源極、襯底極、MOS管NM6的源極、漏極、襯底極、三極管Q3的發(fā)射極、電阻R6、電容CO、Cl、C2、C3的另一端、MOS管PM5的漏極均相連后接地；所述MOS管PM6、匪3的柵極分別為輸入模塊、帶隙主電路模塊的電壓偏置端；所述MOS管PM7、匪5的柵極分別為輸入模塊、帶隙主電路模塊的信號使能端；
[0006]所述電阻R0、Rl、R2均采用高阻類型；所述MOS管PM1、PM2、PM3、PM4均采用低閾值類型。
[0007]本實用新型的有益效果是，MOS管NM4連接于電阻Rl兩端，形成帶隙主電路模塊的補(bǔ)償電路，通過MOS管NM4的柵-源端電壓VGSN選擇合適的補(bǔ)償起始點及其溫度系數(shù)得到所需的二階補(bǔ)償特性，在輸出偏置電壓電路模塊中，輸出基準(zhǔn)電壓VKEF、Veefi, Veef2分別對應(yīng)接有電容C3、C2、Cl，有效減小了后續(xù)負(fù)載電路交流耦合造成的分壓值波動，從而實現(xiàn)了精密的溫度補(bǔ)償，得到低溫度系數(shù)的電壓基準(zhǔn)，有效降低溫度系數(shù)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中精度低與穩(wěn)定度低等缺陷，具有較好的工作性能，以及推廣使用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的組成框圖；
[0009]圖2是本實用新型的電路原理圖；
[0010]圖3是本實用新型的補(bǔ)償前基準(zhǔn)電壓輸出的溫度特性仿真曲線；
[0011]圖4是本實用新型的補(bǔ)償后基準(zhǔn)電壓輸出的溫度特性仿真曲線；
[0012]圖5是本實用新型的補(bǔ)償前電源抑制比仿真曲線；
[0013]圖6是本實用新型的補(bǔ)償后電源抑制比仿真曲線；
[0014]圖7是本實用新型的補(bǔ)償前基準(zhǔn)電壓隨電源電壓變化特性仿真曲線；
[0015]圖8是本實用新型的補(bǔ)償后基準(zhǔn)電壓隨電源電壓變化特性仿真曲線。
【具體實施方式】
[0016]如圖1、圖2所示，本實用新型包括基準(zhǔn)電路模塊，基準(zhǔn)電路模塊包括輸入模塊1、帶隙主電路模塊2和輸出偏置電壓電路模塊3，輸入模塊I連接帶隙主電路模塊2的輸入端，帶隙主電路模塊2的輸出端連接輸出偏置電壓電路模塊3的輸入端；輸入模塊I包括電阻R7、M0S管PM6、PM7 ;帶隙主電路模塊2包括MOS管PM1?PM5、NM1?NM5、三極管Q1?Q3、電阻R(TR3、電容CO ;輸出偏置電壓電路模塊3包括MOS管NM6、電阻R4?R6、電容C1?C3，MOS管PM1?PM7為P溝道MOS管，MOS管NM1?NM6為N溝道MOS管，MOS管PM1?PM7的源極分別與其對應(yīng)的襯底極相連，三極管Ql、Q2和MOS管ΡΜ1?PM4構(gòu)成運(yùn)放的第一級，MOS管PM5作為輸出級，并與電阻R0、R1、R2、三極管Q3支路構(gòu)成負(fù)反饋環(huán)路，保證了輸出基準(zhǔn)電壓
穩(wěn)定，MOS管PM6、PM7的源極相連并接電源VDD，MOS管PM6的漏極連接電阻R7的一端，MOS管PM7的漏極與MOS管PMl、PM2、PM3、PM4的源極均連接，MOS管PMl、PM2的柵極相連接并與MOS管PM2的漏極連接后接于三極管Ql的集電極，MOS管PM3、PM4的柵極相連接并與MOS管PM3的漏極連接后接于三極管Q2的集電極，三極管Ql、Q2的發(fā)射極相連后接于MOS管匪3的漏極，電阻RO的一端連接電阻R2的一端、三極管Ql的基極，電阻RO的另一端連接電阻Rl的一端、三極管Q2的基極、MOS管NM4的漏極，電阻Rl的另一端與MOS管NM4的源極、三極管Q3的基極、集電極均相連接，MOS管NM4的源極、襯底極相連，MOS管匪I的柵極、漏極連接后接于MOS管PMl的漏極，MOS管匪1、匪2的柵極相連接，MOS管匪2的漏極與MOS管PM4的漏極、MOS管PM5的柵極、電阻R3的一端均連接，電阻R3的另一端連接電容CO的一端，電阻R4的一端連接電阻R5、電容C2的一端，電阻R5的另一端連接電阻R6、電容Cl的一端，MOS管匪5的漏極、MOS管NM4、NM6的柵極、MOS管PM5的源極、電阻R2、R4的另一端、電容C3的一端均連接于電阻R7的另一端，MOS管匪1、匪2、匪3、匪5的源極、襯底極、MOS管NM6的源極、漏極、襯底極、三極管Q3的發(fā)射極、電阻R6、電容⑶、C1、C2、C3的另一端、MOS管PM5的漏極均相連后接地；M0S管PM6、匪3的柵極分別為輸入模塊1、帶隙主電路模塊2的電壓偏置端；M0S管PM7、匪5的柵極分別為輸入模塊1、帶隙主電路模塊2的信號使能端；電阻R0、Rl、R2均采用高阻類型，從而有效節(jié)省面積；所述MOS管PMl、PM2、PM3、PM4均采用低閾值類型，以保證帶隙主電路模塊2有足夠的電壓裕度。
[0017]本實用新型中，根據(jù)電流鏡原理，流過MOS管PM2、PM3的電流相同，即流過三極管Q1、Q2的電流也相同，
[0018]則流過三極管Ql的電流為
【權(quán)利要求】
1.一種基于DC-DC的帶隙基準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)，其特征在于:其包括基準(zhǔn)電路模塊，所述基準(zhǔn)電路模塊包括輸入模塊、帶隙主電路模塊和輸出偏置電壓電路模塊，所述輸入模塊連接所述帶隙主電路模塊的輸入端，所述帶隙主電路模塊的輸出端連接所述輸出偏置電壓電路模塊的輸入端；所述輸入模塊包括電阻R7、MOS管PM6、PM7 ;所述帶隙主電路模塊包括MOS管ΡΜ1~ΡΜ5、匪1~NM5、三極管Q1~Q3、電阻R(TR3、電容CO ;所述輸出偏置電壓電路模塊包括MOS管NM6、電阻R4~R6、電容C1~C3，所述MOS管PMl~PM7為P溝道MOS管，所述MOS管NMl~NM6為N溝道MOS管，所述MOS管ΡΜ1~PM7的源極分別與其對應(yīng)的襯底極相連，所述MOS管PM6、PM7的源極相連并接電源VDD，所述MOS管PM6的漏極連接所述電阻R7的一端，所述MOS管PM7的漏極與所述MOS管PM1、PM2、PM3、PM4的源極均連接，所述MOS管PM1、PM2的柵極相連接并與所述MOS管PM2的漏極連接后接于所述三極管Ql的集電極，所述MOS管PM3、PM4的柵極相連接并與所述MOS管PM3的漏極連接后接于所述三極管Q2的集電極，所述三極管Q1、Q2的發(fā)射極相連后接于所述MOS管匪3的漏極，所述電阻RO的一端連接所述電阻R2的一端、三極管Ql的基極，所述電阻RO的另一端連接所述電阻Rl的一端、三極管Q2的基極、MOS管NM4的漏極，所述電阻Rl的另一端與所述MOS管NM4的源極、三極管Q3的基極、集電極均相連接，所述MOS管NM4的源極、襯底極相連，所述MOS管匪I的柵極、漏極連接后接于所述MOS管PMl的漏極，所述MOS管匪1、匪2的柵極相連接，所述MOS管匪2的漏極與所述MOS管PM4的漏極、MOS管PM5的柵極、電阻R3的一端均連接，所述電阻R3的另一端連接所述電容CO的一端，所述電阻R4的一端連接所述電阻R5、電容C2的一端，所述電阻R5的另一端連接所述電阻R6、電容Cl的一端，所述MOS管匪5的漏極、MOS管NM4、NM6的柵極、MOS管PM5的源極、電阻R2、R4的另一端、電容C3的一端均連接于所述電阻R7的另一端，所述MOS管匪1、匪2、匪3、匪5的源極、襯底極、MOS管NM6的源極、漏極、襯底極、三極管Q3的發(fā)射極、電阻R6、電容CO、Cl、C2、C3的另一端、MOS管PM5的漏極均相連后接地；所述MOS管PM6、匪3的柵極分別為輸入模塊、帶隙主電路模塊的電壓偏置端；所述MOS管PM7、匪5的柵極分別為輸入模塊、帶 隙主電路模塊的信號使能端。
2.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的一種基于DC-DC的帶隙基準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電阻RO、Rl、R2均采用高阻類型；所述MOS管PM1、PM2、PM3、PM4均采用低閾值類型。
【文檔編號】G05F1/567GK203812133SQ201420161360
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】王宇星, 蘇蓓蓓, 張鳳娟 申請人:無錫科技職業(yè)學(xué)院