CN102063148A - 参考电压产生电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种参考电压产生电路，包含：第一级基准电压产生电路、超级源跟随器以及一第三NMOS晶体管，其中，该第一级基准电压产生模块用于隔离其输出的第一级参考电压与带隙基准电压，该超级源跟随器用于降低其输出的参考电压的输出阻抗，提高电源抑制比，该第三NMOS晶体管与该超级源跟随器的第四NMOS晶体管组成镜像恒流源以为超级源跟随器提供恒定电流，本发明通过将超级源跟随器引入到参考电压产生电路中，有效降低了电压源的输出阻抗，同时提高了其所产生的参考电压对电压源的电源抑制比，从而能够提供精准、噪声小、不受负载影响的参考电压。

Description

参考电压产生电路
技术领域
本发明关于一种参考电压产生电路，特别是关于一种低电压源输出阻抗、高电源抑制比的参考电压产生电路。
背景技术
在电子电路中，尤其在模拟和混合信号中参考电压电路起着不可或缺的作用。图1为一种传统的参考电压产生电路的电路示意图，如图1所示，传统的参考电压产生电路通常包括运算放大器101及源跟随器102，其中源跟随器102由NMOS晶体管M1以及串联的电阻R1与R2构成，NMOS晶体管M1源极接于电源电压Vcc，漏极通过串联的电阻R1与R2接地，并输出参考电压Vref，栅极接于运算放大器101的输出端，运算放大器101正输入端接带隙电压源Vbg，而运算放大器101的负输入端与串联的电阻R1与R2的中间节点连接以接收源跟随器102的负反馈，可见，传统的参考电压产生电路是利用一个运放加上一个源跟随器的负反馈电路来实现的，该电路的输出阻抗为源跟随器102的NMOS和晶体管的跨导倒数1/Gm，而且传统的参考电压产生电路做到了带隙电压源电压Vbg和输出参考电压Vref的隔离，使得负载电路无法干扰到带隙电压源电压Vbg。但是对于对参考电压要求高的电路，传统的参考电压产生电路无法满足要求，主要是因为其输出阻抗还不够低，同时对电源的电源抑制比不够高，因此对于参考电压要求高的电路，往往需要输入阻抗更低、电源抑制比更高的参考电压产生电路。
综上所述，可知先前技术的参考电压产生电路存在输出阻抗不够低、电源抑制比不够高的问题，因此，实有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。
发明内容
为克服上述现有技术存在的参考电压产生电路输出阻抗不够低，对电源的电源抑制比不够高的问题，本发明的主要目的在于提供一种参考电压产生电路，通过超级源跟随器的负反馈有效降低输出电阻，同时也提高了输出参考电压对电源的电源抑制比，从而能够提供精准的参考电压，并且不受负载和电源的影响。
为达上述及其它目的，本发明一种参考电压产生电路，至少包括：
第一级基准电压产生模块，输入端连接一带隙基准电压源以接收带隙基准电压，输出端输出第一级参考电压，该第一级基准电压产生模块用于隔离该第一级参考电压与该带隙基准电压，其通过第一电流源连接至电源电压；
超级源跟随器，用于降低其输出的参考电压的输出阻抗，提高电源抑制比，其至少包含一第五NMOS晶体管以及漏极相接的第一PMOS晶体管与第四NMOS晶体管，该第一PMOS晶体管栅极与该第一级基准电压产生电路连接以接收该第一级参考电压，其源极与该第五NMOS晶体管漏极相连以输出该参考电压，同时该第一PMOS晶体管源极通过第二电流源连接至该电源电压，该第一PMOS晶体管漏极连接该第五NMOS晶体管栅极，该第四NMOS晶体管源极与该第五NMOS晶体管的源极同时接地；以及
第三NMOS晶体管，连接于该第一级基准电压产生模块，以与该第一级基准电压产生模块复用该第一电流源，用于与该第四NMOS晶体管组成镜像恒流源，为该第一PMOS晶体管提供恒定电流。
进一步地，该第一级基准电压产生电路包括运算放大器、第二PMOS晶体管以及串联的第二电阻与第三电阻，该运算放大器正输入端连接该带隙基准电压源，以获得该带隙基准电压，其输出端连接至该第二PMOS晶体管栅极，该第二PMOS晶体管源极接至该第一电流源，漏极通过串联的该第二电阻该第三电阻接地，该第二电阻与该第三电阻的中间节点连接至该运算放大器的负输入端。
进一步地，该第三NMOS晶体管漏极连接至第二PMOS晶体管漏极，并连接至该第二电阻，漏栅短接后连接至该第四NMOS晶体管栅极，源极接地。
进一步地，该超级源跟随器还包含一米勒电路，该米勒电路包含相互串联的一电容和一第一电阻，该电容另一端连接至该第一PMOS晶体管源极，该第一电阻另一端连接至该第一PMOS晶体管漏极。
与现有技术相比，本发明一种参考电压产生电路通过将超级源跟随器引入到参考电压产生电路中，有效降低了电压源的输出阻抗，同时提高了其所产生的参考电压对电压源的电源抑制比，从而能够提供精准、噪声小、不受负载影响的参考电压。
附图说明
图1为现有技术一种参考电压产生电路的电路图；
图2为本发明一种参考电压产生电路的电路图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种参考电压产生电路较佳实施例的电路图。如图1所示，本发明一种参考电压产生电路至少包括第一级基准电压产生模块201、超级源跟随器202以及第三NMOS晶体管M3。
其中，第一级基准电压产生模块201通过第一电流源I1连接至电源电压Vcc，用于隔离其输出的第一级参考电压Vg与带隙基准电压源(图中未示出)产生的带隙基准电压Vbg，以获得输出较为稳定的第一级参考电压Vg，更具体地，第一级基准电压产生模块201包括以运算放大器203、PMOS晶体管M2以及串联的电阻R2与R3，运算放大器203正输入端连接带隙基准电压源(图中未示出)，以获得带隙基准电压Vbg，其输出端连接至PMOS晶体管M2栅极，PMOS晶体管M2源极接至第一电流源I1，漏极通过串联的电阻R2与R3接地，电阻R2与R3的中间节点连接至运算放大器203的负输入端。
超级源跟随器202，通过第二电流源I2连接至电源电压，用于降低输出阻抗，提高电源抑制比，以输出低输出阻抗和高电源抑制比的参考电压Vref，其连接至第一级基准电压产生模块201，接收第一级参考电压Vg以产生更为稳定的参考电压Vref输出，更具体地说，超级源跟随器202包括第五NMOS晶体管M5以及漏极相接的第一PMOS晶体管M1与第四MOS晶体管M4，该第一PMOS晶体管M1栅极接于运算放大器203的输出端，源极同时连接于第二电流源I2与该第五NMOS晶体管M5漏极，并输出参考电压Vref，第四NMOS晶体管M4源极与第五NMOS晶体管M5的源极同时接地。
第三NMOS晶体管M3，与第一基准电压产生模块201复用第一电流源I1，其与第四NMOS晶体管组成镜像恒流源，以为第一PMOS晶体管M1提供恒定电流，其漏极连接至第二PMOS晶体管M2漏极，并连接至第二电阻R2，漏栅端接后连接至第四NMOS晶体管M4栅极，源极接地。
为使本发明的超级源跟随器202输出参考电压Vref更为稳定，本发明还可设置一米勒(Miller)电路，以对超级源跟随器202起米勒(Miller)补偿作用。米勒电路由相互串连的电容C1与电阻R1组成，电容C1一端与第一MOS晶体管M1的源极相连，另一端与电阻R1相连，电阻R1的另一端与第一MOS晶体管M1的漏极相连接。
以下将配合图2进一步分析本发明工作原理：当参考电压Vref上升时，第一PMOS晶体管M1的栅源电压|VGS|增大，意味着第一PMOS晶体管P1等效电阻降低，因此第一PMOS晶体管M1与第四NMOS晶体管M4的漏极电压上升，从而第五NMOS晶体管M5的|VGS|，则第五NMOS晶体管M5的等效电阻下降，从而导致参考电压Vref下降，以获得更为稳定的参考电压Vref。另外，与现有技术相比，本发明中超级源跟随器在输出节点(即输出端口参考电压Vref)的阻抗为1/(gm1·gm5)(gm1为超级源跟随器第一PMOS晶体管M1的跨导，gm5为超级源跟随器第五NMOS晶体管M5的跨导，而现有技术为1/gm1)，因此，在输出节点本发明参考电压产生电路的阻抗更低，因而可以得到更好的电源抑制比。同时，电阻R1和电容C2组成的米勒电路对超级源跟随器起到miller补偿的作用，使本发明的超级源跟随器输出信号更为稳定。
综上所述，本发明一种参考电压产生电路通过超级源跟随器的负反馈有效降低输出阻抗，同时提高了输出参考电压对电源的电源抑制比，从而能够提供精准的参考电压，并且不受负载和电源的影响。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (4)

1.一种参考电压产生电路，至少包括：
第一级基准电压产生模块，输入端连接一带隙基准电压源以接收带隙基准电压，输出端输出第一级参考电压，该第一级基准电压产生模块用于隔离该第一级参考电压与该带隙基准电压，其通过第一电流源连接至电源电压；
超级源跟随器，用于降低其输出的参考电压的输出阻抗，提高电源抑制比，其至少包含一第五NMOS晶体管以及漏极相接的第一PMOS晶体管与第四NMOS晶体管，该第一PMOS晶体管栅极与该第一级基准电压产生模块连接以接收该第一级参考电压，其源极与该第五NMOS晶体管漏极相连以输出该参考电压，同时该第一PMOS晶体管源极通过第二电流源连接至该电源电压，其漏极还与该第五NMOS晶体管栅极相连，该第四NMOS晶体管源极与该第五NMOS晶体管的源极同时接地；以及
第三NMOS晶体管，连接于该第一级基准电压产生模块，以与该第一级基准电压产生模块复用该第一电流源，用于与该第四NMOS晶体管组成镜像恒流源，为该第一PMOS晶体管提供恒定电流。
2.如权利要求1所述的参考电压产生电路，其特征在于：该第一级基准电压产生模块包括运算放大器、第二PMOS晶体管以及串联的第二电阻与第三电阻，该运算放大器正输入端连接该带隙基准电压源，以获得该带隙基准电压，其输出端连接至该第二PMOS晶体管栅极，该第二PMOS晶体管源极接至该第一电流源，漏极通过串联的该第二电阻该第三电阻接地，该第二电阻与该第三电阻的中间节点连接至该运算放大器的负输入端。
3.如权利要求2所述的参考电压产生电路，其特征在于：该第三NMOS晶体管漏极连接至第二PMOS晶体管漏极，并连接至该第二电阻，漏栅短接后连接至该第四NMOS晶体管栅极，源极接地。
4.如权利要求1或3所述的参考电压产生电路，其特征在于：该超级源跟随器还包含一米勒电路，该米勒电路包含相互串联的一电容和一第一电阻，该电容另一端连接至该第一PMOS晶体管源极，该第一电阻另一端连接至该第一PMOS晶体管漏极。
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