CN107390759A - 一种基准电压源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基准电压源，包括启动电路和电压源电路，电压源电路包括第一至第二P沟道MOS管、第一至第六N沟道MOS管、电容、第一至第四电阻和第一至第五PNP三极管；所述启动电路包括第五电阻和第三至第四P沟道MOS管，其中，第五电阻的一端与电源连接，第五电阻的另一端与第三P沟道MOS管的漏极、第四P沟道MOS管的栅极分别连接，第四P沟道MOS管的漏极与第一N沟道MOS管的栅极连接，第四P沟道MOS管的源极与第三P沟道MOS管的源极、地分别连接。本发明提供了精度更高、更低温度系数的基准电压源；本发明电路具有功耗低、面积小和温度范围宽的特性；本发明降低了电路的复杂度且提高了电路的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别是一种基准电压源。
背景技术
便携式电子产品在市场上占有越来越大的份额，对低电压、低功耗的基准电压源的需求量大大增加，也导致带隙基准的设计要求有了较大的提高。带隙基准广泛应用于数/模转换、模/ 数转换、存储器以及开关电源等数模混合电路中。基准源的稳定性对整个系统的内部电源的产生，输出电压的调整等都具有直接且至关重要的影响。基准电压必须能够克服制造工艺的偏差，系统内部电源电压在工作范围内的变化以及外界温度的影响。带隙基准源是集成电路中一个重要的单元模块，具有低温度系数，低电源电压以及可与标准CMOS 工艺兼容等优点，因而被广泛使用在诸如A/D、D/A、通信电路、数据采集系统和精密传感的应用中。随着系统精度的提高，对基准的温度、电压和工艺的稳定性的要求也越来越高。带隙基准源的温度稳定性以及抗噪声能力是影响各种应用中精度的关键因素，甚至影响到整个系统的精度和性能。因此，设计一个好的基准电压源具有十分重要的现实意义。
基准电路在模拟集成电路中是一个非常重要的模块。该模块为电路中的其他模块提供了精准的电压。其精度和稳定性很大程度上影响了电路的其他性能。随着电路技术的发展，系统的日益复杂，其对在模数，模数转换电路模块的要求也越来越高，这就需要提高基准模块的精度和稳定度。由于电路在使用的过程中，电路元件会发热，从而改变基准电路所处的环境温度，所以基准模块的温度特性对于一个电路来说相当重要。基准电路可以分为带隙基准电压源和带隙基准电流源，分别为电路提供基准电压和基准电流。
传统的带隙基准源电路，有利用三极管基极和发射极之间的电压和两个三极管的基极发射极压差的温度系数，通过设计电路使二者的温度系数刚好抵消，可得到对电源电压，工艺参数和温度系数不敏感的基准电压。
但是由于传统的带隙基准只是一阶补偿，温度曲线是一条曲线。随着温度的上升，电压是呈现下降趋势的。而且由于工艺、温度、失调电压等原因，会使基准电压发生偏移，进一步加大了基准的温度系数，这就会造成基准电压的波动，从而使得电路内部的参考电压发生变化，影响电路的正常工作。因此传统基准的温度系数难以满足其他模块对于电压基准精度的高要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基准电压源，本发明的基准电压源精度更高、提高了电路的稳定性。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本发明提出的一种基准电压源，包括启动电路和电压源电路，电压源电路包括第一至第二P沟道MOS管、第一至第六N沟道MOS管、电容、第一至第四电阻和第一至第五PNP三极管；其中，
第一P沟道MOS管的栅极与第一P沟道MOS管的漏极、第一N沟道MOS管的漏极、第二P沟道MOS管的漏极分别连接，第一P沟道MOS管的源极与电容的一端连接，电容的另一端与第一电阻的一端、第一PNP三极管的基极、第一PNP三极管的集电极、第二PNP三极管的集电极、第三PNP三极管的集电极、第四PNP三极管的集电极、第四PNP三极管的基极、第五PNP三极管的基极、第五PNP三极管的集电极、地分别连接，第一电阻的另一端与第二P沟道MOS管的源极连接，第一PNP三极管的发射极与第二电阻的一端、第二PNP三极管的基极分别连接，第二PNP三极管的发射极与第三N沟道MOS管的漏极连接，第三PNP三极管的发射极与第四N沟道MOS管的漏极连接，第四PNP三极管的发射极与第三PNP三极管的基极、第三电阻的一端分别连接，第五PNP三极管的发射极与第四电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第二N沟道MOS管的漏极连接，第三电阻的另一端与第五N沟道MOS管的漏极连接，第四电阻的另一端与第六N沟道MOS管的漏极连接，第一至第六N沟道MOS管的源极分别与电源连接，第一N沟道MOS管的栅极与第二N沟道MOS管的栅极、第三N沟道MOS管的栅极、第四N沟道MOS管的栅极、第五N沟道MOS管的栅极、第六N沟道MOS管的栅极分别连接。
作为本发明所述的一种基准电压源进一步优化方案，所述启动电路包括第五电阻和第三至第四P沟道MOS管，其中，第五电阻的一端与电源连接，第五电阻的另一端与第三P沟道MOS管的漏极、第四P沟道MOS管的栅极分别连接，第四P沟道MOS管的漏极与第一N沟道MOS管的栅极连接，第四P沟道MOS管的源极与第三P沟道MOS管的源极、地分别连接。
作为本发明所述的一种基准电压源进一步优化方案，第二电阻的阻值与第三电阻的阻值相同。
作为本发明所述的一种基准电压源进一步优化方案，电源为+5V。
作为本发明所述的一种基准电压源进一步优化方案，还包括放大电路，放大电路与启动电路、电压源电路分别连接。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明提供了精度更高、更低温度系数的基准电压源；
（2）本发明电路具有功耗低、面积小和温度范围宽的特性；
（3）本发明降低了电路的复杂度且提高了电路的稳定性。
附图说明
图1是本发明的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，一种基准电压源，包括启动电路和电压源电路，电压源电路包括第一至第二P沟道MOS管M1-M2、第一至第六N沟道MOS管M3-M8、电容C、第一至第四电阻R1-R4和第一至第五PNP三极管Q1-Q5；其中，
第一P沟道MOS管的栅极与第一P沟道MOS管的漏极、第一N沟道MOS管的漏极、第二P沟道MOS管的漏极分别连接，第一P沟道MOS管的源极与电容的一端连接，电容的另一端与第一电阻的一端、第一PNP三极管的基极、第一PNP三极管的集电极、第二PNP三极管的集电极、第三PNP三极管的集电极、第四PNP三极管的集电极、第四PNP三极管的基极、第五PNP三极管的基极、第五PNP三极管的集电极、地分别连接，第一电阻的另一端与第二P沟道MOS管的源极连接，第一PNP三极管的发射极与第二电阻的一端、第二PNP三极管的基极分别连接，第二PNP三极管的发射极与第三N沟道MOS管的漏极连接，第三PNP三极管的发射极与第四N沟道MOS管的漏极连接，第四PNP三极管的发射极与第三PNP三极管的基极、第三电阻的一端分别连接，第五PNP三极管的发射极与第四电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第二N沟道MOS管的漏极连接，第三电阻的另一端与第五N沟道MOS管的漏极连接，第四电阻的另一端与第六N沟道MOS管的漏极连接，第一至第六N沟道MOS管的源极分别与电源连接，第一N沟道MOS管的栅极与第二N沟道MOS管的栅极、第三N沟道MOS管的栅极、第四N沟道MOS管的栅极、第五N沟道MOS管的栅极、第六N沟道MOS管的栅极分别连接。
所述启动电路包括第五电阻和第三至第四P沟道MOS管，其中，第五电阻的一端与电源连接，第五电阻的另一端与第三P沟道MOS管的漏极、第四P沟道MOS管的栅极分别连接，第四P沟道MOS管的漏极与第一N沟道MOS管的栅极连接，第四P沟道MOS管的源极与第三P沟道MOS管的源极、地分别连接。
第二电阻的阻值与第三电阻的阻值相同。电源为+5V。本发明还包括放大电路，放大电路与启动电路、电压源电路分别连接。
由于共源共栅镜像电流源的超高等效小信号电阻抑制了电源波动对带隙基准源输出电压的影响，提高了基准源的电源抑制比，满足了运用于宽电源电压范围的LED 驱动芯片的要求，整个电路稳定工作，输出基准电压也较稳定，基准电压变化较小。启动电路可以用来提高带隙基准源启动速度。
带隙基准电压源不仅用于提供基准输出所需要的电流，也用于产生运放所需要的偏置电压，从而大大简化了电路和版图的设计。Q2和Q3、Q1和Q4 组成级联二极管，从而减小运放失调对基准电压的影响。Q1和Q2的发射区面积相等，Q3和Q4的发射区面积相等，第二电阻R2和第三R3的阻值相等，用于限流。M1,M2,M3为运放提供偏置电压，放大器输出用作电路中P沟道MOS管电流源偏置，提高电源抑制比高精度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基准电压源，其特征在于，包括启动电路和电压源电路，电压源电路包括第一至第二P沟道MOS管、第一至第六N沟道MOS管、电容、第一至第四电阻和第一至第五PNP三极管；其中，
第一P沟道MOS管的栅极与第一P沟道MOS管的漏极、第一N沟道MOS管的漏极、第二P沟道MOS管的漏极分别连接，第一P沟道MOS管的源极与电容的一端连接，电容的另一端与第一电阻的一端、第一PNP三极管的基极、第一PNP三极管的集电极、第二PNP三极管的集电极、第三PNP三极管的集电极、第四PNP三极管的集电极、第四PNP三极管的基极、第五PNP三极管的基极、第五PNP三极管的集电极、地分别连接，第一电阻的另一端与第二P沟道MOS管的源极连接，第一PNP三极管的发射极与第二电阻的一端、第二PNP三极管的基极分别连接，第二PNP三极管的发射极与第三N沟道MOS管的漏极连接，第三PNP三极管的发射极与第四N沟道MOS管的漏极连接，第四PNP三极管的发射极与第三PNP三极管的基极、第三电阻的一端分别连接，第五PNP三极管的发射极与第四电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第二N沟道MOS管的漏极连接，第三电阻的另一端与第五N沟道MOS管的漏极连接，第四电阻的另一端与第六N沟道MOS管的漏极连接，第一至第六N沟道MOS管的源极分别与电源连接，第一N沟道MOS管的栅极与第二N沟道MOS管的栅极、第三N沟道MOS管的栅极、第四N沟道MOS管的栅极、第五N沟道MOS管的栅极、第六N沟道MOS管的栅极分别连接。
2.根据权利要求1所述的一种基准电压源，其特征在于，所述启动电路包括第五电阻和第三至第四P沟道MOS管，其中，第五电阻的一端与电源连接，第五电阻的另一端与第三P沟道MOS管的漏极、第四P沟道MOS管的栅极分别连接，第四P沟道MOS管的漏极与第一N沟道MOS管的栅极连接，第四P沟道MOS管的源极与第三P沟道MOS管的源极、地分别连接。
3.根据权利要求1所述的一种基准电压源，其特征在于，第二电阻的阻值与第三电阻的阻值相同。
4.根据权利要求1所述的一种基准电压源，其特征在于，电源为+5V。
5.根据权利要求1所述的一种基准电压源，其特征在于，还包括放大电路，放大电路与启动电路、电压源电路分别连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN108983858A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-11 | 南京微盟电子有限公司 | 一种高电源抑制比耗尽基准电压源 |
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