CN113985953A - 具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源，包括：基准模块，用于产生基准电压信号和过温采样信号；逻辑控制模块，连接基准模块，用于根据基准电压信号和过温采样信号产生控制信号；过温保护与软启动模块，连接和逻辑模块，用于根据控制信号产生软启动信号和过温保护信号，以对整个电路系统的工作状态进行调整。本发明提供的电路不仅同时具备过温保护与软启动功能，且避免了另外设计基准切换电路，大大提升了系统工作的线性度，提高了输出基准的PSRR特性。
Description
技术领域
本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源。
背景技术
基准电压源的研究与设计一直都是集成电路领域的热点，它是模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、锁相环(PLL)、振荡器(OSC)、线性稳压器、存储器和电源管理类芯片中的必不可少的基本部件。
目前最为常见的实现方式就是利用晶体管基射极电压的温度系数相互补偿得到基准电压，但是这一实现方法不能应用在全MOS工艺下，因此逐渐出现了非带隙基准电压源，利用MOS管的迁移率，阈值电压等参数的温度系数相互补偿得到基准电压，但目前非带隙基准源还存在电源抑制比(PSRR)不够高的缺点。
此外，在实际应用中，往往由于基准电压建立时间较短，在一些电路系统中容易引发浪涌电流导致器件损伤，因此需要软启动电路使得基准电压逐渐上升以避免浪涌现象。但常见的软启动电路均是由其他方式产生的斜坡电压来替代软启动基准电压，但这一方法势必会有一次斜坡电压与正常的基准电压进行切换的过程，会带来不必要的非线性瞬态问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源，包括：基准模块，用于产生基准电压信号和过温采样信号；
逻辑控制模块，连接所述基准模块，用于根据所述基准电压信号和所述过温采样信号产生控制信号；
过温保护与软启动模块，连接和所述逻辑模块，用于根据所述控制信号产生软启动信号和过温保护信号，以对整个电路系统的工作状态进行调整。
在本发明的一个实施例中，所述基准模块包括依次连接的启动单元、偏置单元以及非带隙基准核心单元，其中，
所述启动单元用于控制整个电路系统的上电启动；
所述偏置单元用于产生偏置电流Vbias，以对电路各个支路提供所需的工作电流；
非带隙基准核心单元用于产生基准电压信号VREF。
在本发明的一个实施例中，所述启动单元包括PMOS管P1、P2和NMOS管N1；其中，
P1管的源极与衬底接电源电压VDD，其栅极与漏极接N1管与P2管的栅极；
N1管的源极、漏极与衬底均接地端GND；
P2管的源极和衬底连接并作为所述启动单元的第一输出端连接所述偏置单元的第一输入端和所述非带隙基准核心单元的第一输入端，P2管的漏极作为所述启动单元的第二输出端连接也连接所述偏置单元的第二输入端。
在本发明的一个实施例中，所述偏置单元包括PMOS管P3、P4、P5、P6，NMOS管N2、N3、N4、N5，以及电阻R1；其中，
P3管和P4管的栅极相连并作为所述偏置单元的第一输入端连接所述启动单元的第一输出端连接；P3管的源极和衬底相连并共同连接至P5管的漏极；P3管的漏极连接N4管的漏极和栅极；
P4管的源极和衬底相连并共同连接至P6管的漏极和栅极；P4管的漏极连接N5管的漏极；
P5管和P6管的源极与衬底均接电源电压VDD；
P5管和P6管的栅极相连，并作为所述偏置单元的输出端连接所述非带隙基准核心单元的第二输入端，以向所述非带隙基准核心单元提供偏置电流Vbias；
N4管和N5管的栅极相连并作为所述偏置单元的第二输入端连接所述启动单元的第二输出端；
N4管的源极和衬底相连并共同连接至N2管的漏极和栅极；N2管的漏极与衬底均接地端GND；
N5管的源极和衬底相连并共同连接至N3管的漏极；
N3管的源极和衬底相连并通过电阻R1接地端GND。
在本发明的一个实施例中，所述非带隙基准核心单元包括PMOS管P7、P8、P9、P10，NMOS管N6、N7、N8，以及电阻R2；其中，
P7管和P9管的栅极相连并作为所述非带隙基准核心单元的第二输入端链接所述偏置单元的输出端，P7管和P9管的源极与衬底均接电源电压VDD；
P7管的漏极连接P8管的源极和衬底，P9管的漏极连接P10管的源极和衬底；
P8管和P10管的栅极相连并作为所述非带隙基准核心单元的第一输入端连接所述启动单元的第一输出端；
P8管的漏极通过电阻R2连接N6管的栅极和漏极；P8管和电阻R2的公共端作为过温采样信号VT的采样端连接所述逻辑控制模块；
N6管的源极和衬底相连并共同连接至N8管的漏极，N6管的栅极和漏极相连并共同连接至N8管的栅极；N8管的源极和衬底均接地端GND；
N7管的源极和衬底相连并共同连接至N8管的漏极；N7管的栅极和漏极相连并作为非带隙基准核心单元的输出端输出基准电压信号VREF。
在本发明的一个实施例中，所述逻辑控制模块包括比较器CMP，二选一选择器MUX1、MUX2，以及反相器INV；其中，
所述比较器CMP的正相输入端接软启动信号SS，所述比较器CMP的反相输入端连接基准电压信号VREF；
所述比较器CMP的输出端作为所述逻辑控制模块的第一输出端输出第一控制信号ON，并连接至所述过温保护与软启动模块的第一输入端；所述比较器CMP的输出端还通过反相器INV分别连接所述二选一选择器MUX1、MUX2的控制端；
所述二选一选择器MUX1的第一输入端接过温采样信号VT，第二输入端接斜坡信号SAW；
所述二选一选择器MUX1的输出端作为所述逻辑控制模块的第二输出端输出第二控制信号VFB，并连接至所述过温保护与软启动模块的第二输入端；
所述二选一选择器MUX2的第一输入端接电源电压VDD，第二输入端接过温保护信号PUL_PRO；
所述二选一选择器MUX2的输出端作为所述逻辑控制模块的第三输出端输出第三控制信号FILT，并连接至所述过温保护与软启动模块的第三输入端。
在本发明的一个实施例中，所述过温保护与软启动模块包括PMOS管P11～P19，NMOS管N9～N20，以及电容C1、C2；其中，
P11管、P14管、P17管的栅极相连并作为所述过温保护与软启动模块的第四输入端连接所述偏置单元的输出端，以接入偏置电流Vbias；
P11管的漏极与P12管、P13管的源极与衬底相接；
P11管的源极和衬底、P14管的源极和衬底、P15管的源极和衬底、P16管的源极和衬底与P17管的源极和衬底连接；
P13管的栅极作为所述过温保护与软启动模块的第二输入端连接所述逻辑控制模块的第二输出端，以接入第二控制信号VFB；
P12管的漏极、N11管的漏极、N12管的栅极、以及N9管的栅极和漏极相连；P13管的漏极、N12管的漏极、N10管的栅极、以及N14管的漏极与N15管的栅极相连；
N11管的栅极、N14管的栅极、以及P18管的栅极相连并作为所述过温保护与软启动模块的第一输入端连接所述逻辑控制模块的第一输出端，以接入第一控制信号ON；
N11管的源极与衬底连接N10管的漏极，N13管的栅极与漏极连接N14管的源极与衬底，N15管的漏极、P14管的漏极接P15管与N16管的栅极，P15管与N16管的漏极接P16、N17管的栅极；
P16、N17管的漏极与P19、N18管的栅极相连，并作为所述过温保护与软启动模块的第一输出端输出过温保护信号PUL_PRO；
P18管的源极与衬底接P17管的漏极，P18管的漏极接P19管的源极与衬底；
P19管的漏极、N18管的漏极、N19管的漏极相连，并作为所述过温保护与软启动模块的第二输出端输出斜坡信号SAW；
N19管的栅极作为所述过温保护与软启动模块的第六输入端接使能信号EN；
电容C2一端连接N18管的漏极，另一端连接N18管的源极和衬底；
N9管的源极和衬底、N10管的源极和衬底、N12管的源极和衬底、N13管的源极和衬底、N15管的源极和衬底、N16管的源极和衬底、N17管的源极和衬底、N18管的源极和衬底与N19管的源极和衬底相连；
N20管的漏极和P12管的栅极相连并作为所述过温保护与软启动模块的第五输入端连接所述非带隙基准核心单元的输出端，以接入基准电压信号VREF；
N20管的源极和衬底通过电容C1接地端GND，N20管的栅极作为所述逻辑控制模块的第三输出端，以接入第三控制信号FILT；
N20管和电容C1的公共端作为所述过温保护与软启动模块的第三输出端输出软启动信号SS。
第二方面，本发明提供了一种基准电压源电路，其包括上述实施例所述的具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源。
第三方面，本发明提供了一种电子产品，其包括上述实施例所述的基准电压源电路。
本发明的有益效果：
本发明提供的非带隙基准源通过增加过温保护与软启动模块使电路同时具备过温保护与软启动功能，且该软启动功能避免了另外设计基准切换电路，大大提升了系统工作的线性度，提高了输出基准的PSRR特性。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的基准模块的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的逻辑控制模块的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的过温保护与软启动模块的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的基准电压的温度特性仿真波形图；
图6是本发明实施例提供的基准电压的电源抑制比仿真波形图；
图7是本发明实施例提供的软启动信号SS的仿真波形图；
图8是本发明实施例提供的过温保护信号的仿真波形图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源的结构示意图，包括：
基准模块1，用于产生基准电压信号VREF和过温采样信号VT；
逻辑控制模块2，连接所述基准模块1，用于根据所述基准电压信号VREF和过温采样信号VT产生控制信号；其中，控制信号包括，第一控制信号ON、第二控制信号VFB、以及第三控制信号FILT；
过温保护与软启动模块3，连接和所述逻辑模块2，用于根据所述控制信号产生软启动信号SS和过温保护信号PUL_PRO，以对整个电路系统的工作状态进行调整。
具体地，基准模块1产生基准电压VREF与过温采样电压VT两个信号，并将这两个信号传递给逻辑控制模块2，逻辑控制模块2接收过温保护与软启动模块3输入的斜坡信号SAW、PUL_PRO信号与软启动信号SS处理后，得到输出控制信号ON、VFB、FILT信号，并传递给过温保护与软启动模块并在此模块中产生最终的软启动信号SS与过温保护信号PUL_PRO。
进一步地，请参见图2，图2是本发明实施例提供的基准模块的结构示意图，所述基准模块1包括依次连接的启动单元11、偏置单元12以及非带隙基准核心单元13，其中，
所述启动单元11用于控制整个电路系统的上电启动；
所述偏置单元12用于产生偏置电流Vbias，以对电路各个支路提供所需的工作电流；
非带隙基准核心单元13用于产生基准电压信号VREF。
具体地，所述启动单元11包括PMOS管P1、P2和NMOS管N1；其中，
P1管的源极与衬底接电源电压VDD，其栅极与漏极接N1管与P2管的栅极；
N1管的源极、漏极与衬底均接地端GND；
P2管的源极和衬底连接并作为所述启动单元11的第一输出端连接所述偏置单元12的第一输入端和所述非带隙基准核心单元13的第一输入端，P2管的漏极作为所述启动单元11的第二输出端连接也连接所述偏置单元12的第二输入端。
在本实施例中，P1管的接法是二极管形式，在实际电路中表现为常通状态，N1管的接法为MOS电容，P2管作为开关管使用，在整个电路上电过程中，N1管的栅极电压随着VDD的上升逐渐上升，而P2管的工作状态也由导通状态逐渐进入截至，在P2导通期间，P4管与N4管相互得到偏置进行启动，等P2管截止后整个电路系统被激活至稳态。
进一步地，请继续参见图2，其中，偏置单元12包括PMOS管P3、P4、P5、P6，NMOS管N2、N3、N4、N5，以及电阻R1；其中，
P3管和P4管的栅极相连并作为偏置单元12的第一输入端连接所述启动单元11的第一输出端连接；P3管的源极和衬底相连并共同连接至P5管的漏极；P3管的漏极连接N4管的漏极和栅极；
P4管的源极和衬底相连并共同连接至P6管的漏极和栅极；P4管的漏极连接N5管的漏极；
P5管和P6管的源极与衬底均接电源电压VDD；
P5管和P6管的栅极相连，并作为所述偏置单元12的输出端连接所述非带隙基准核心单元13的第二输入端，以向所述非带隙基准核心单元13提供偏置电流Vbias；
N4管和N5管的栅极相连并作为所述偏置单元12的第二输入端连接所述启动单元11的第二输出端；
N4管的源极和衬底相连并共同连接至N2管的漏极和栅极；N2管的漏极与衬底均接地端GND；
N5管的源极和衬底相连并共同连接至N3管的漏极；
N3管的源极和衬底相连并通过电阻R1接地端GND。
在本实施例中，偏置单元产生的电流可以用下式表示：
其中，K为N4管与P4、P3、N5、P5、P6管的尺寸比例，P4、P3、N5、P5、P6管的尺寸相同；μn表示电子迁移率，Cox表示单位面积栅氧电容，W表示MOS管的宽度，L表示MOS管的沟道长度，该偏置单元为基本的与电源无关的PTAT电流产生电路，各个管子的尺寸比例，以及电阻R1的大小即可控制所需偏置电流大小，该部分为非带隙基准核心单元与过温软启动模块提供电流。
进一步地，请继续参见图2，其中，非带隙基准核心单元13包括PMOS管P7、P8、P9、P10，NMOS管N6、N7、N8，以及电阻R2；其中，
P7管和P9管的栅极相连并作为所述非带隙基准核心单元13的第二输入端链接所述偏置单元12的输出端，P7管和P9管的源极与衬底均接电源电压VDD；
P7管的漏极连接P8管的源极和衬底，P9管的漏极连接P10管的源极和衬底；
P8管和P10管的栅极相连并作为所述非带隙基准核心单元13的第一输入端连接所述启动单元11的第一输出端；
P8管的漏极通过电阻R2连接N6管的栅极和漏极；P8管和电阻R2的公共端作为过温采样信号VT的采样端连接所述逻辑控制模块2；
N6管的源极和衬底相连并共同连接至N8管的漏极，N6管的栅极和漏极相连并共同连接至N8管的栅极；N8管的源极和衬底均接地端GND；
N7管的源极和衬底相连并共同连接至N8管的漏极；N7管的栅极和漏极相连并作为非带隙基准核心单元13的输出端输出基准电压信号VREF。
该模块为核心部分，高电源抑制比非带隙基准部分利用MOS管的栅源电压VGS的温度特性得到最终的基准电压，同时利用共源共栅电流镜增强输出阻抗提高输出基准的PSRR电源抑制比特性。
进一步地，请参见图3，图3是本发明实施例提供的逻辑控制模块的结构示意图，其包括：
比较器CMP，二选一选择器MUX1、MUX2，以及反相器INV；其中，
所述比较器CMP的正相输入端接软启动信号SS，所述比较器CMP的反相输入端连接基准电压信号VREF；
所述比较器CMP的输出端作为所述逻辑控制模块2的第一输出端输出第一控制信号ON，并连接至所述过温保护与软启动模块3的第一输入端；所述比较器CMP的输出端还通过反相器INV分别连接所述二选一选择器MUX1、MUX2的控制端；
所述二选一选择器MUX1的第一输入端接过温采样信号VT，第二输入端接斜坡信号SAW；
所述二选一选择器MUX1的输出端作为所述逻辑控制模块2的第二输出端输出第二控制信号VFB，并连接至所述过温保护与软启动模块3的第二输入端；
所述二选一选择器MUX2的第一输入端接电源电压VDD，第二输入端接过温保护信号PUL_PRO；
所述二选一选择器MUX2的输出端作为所述逻辑控制模块2的第三输出端输出第三控制信号FILT，并连接至所述过温保护与软启动模块3的第三输入端。
具体地，二选一选择器MUX1和MUX2的第一输入端均为“0”选信号输入端，第二输入端均为“1”选信号输入端，也即MUX1选择器的“0”选信号为过温采样信号VT，“1”选信号为斜坡信号SAW，输出端为VFB信号；MUX2选择器的“0”选信号为电源电压VDD，“1”选信号为过温保护信号PUL_PRO，输出端为FILT信号。
当系统刚刚上电后，ON为低电平，ONS为高电平，控制二选一选择器输出VFB为SAW信号，FILT信号为PUL_PRO信号，且基准模块比较器部分N11与N14管关断，整个系统进入软启动模式；
软启动过程结束后，ON与ONS信号反转，控制VFB为VT信号，FILT信号为VDD，使得N20管处于常通状态，此时N20管可以看作是一个电阻，其与电容C1共同组成低通滤波器对输出SS信号进行滤波输出。N11与N14管进入开启状态，基准模块的比较器转换为迟滞比较器，实现过温保护功能。
进一步地，请参见图4，图4是本发明实施例提供的过温保护与软启动模块的结构示意图，其包括PMOS管P11～P19，NMOS管N9～N20，电容C1、C2；其中，
P11管、P14管、P17管的栅极相连并作为所述过温保护与软启动模块3的第四输入端连接所述偏置单元12的输出端，以接入偏置电流Vbias；
P11管的漏极与P12管、P13管的源极与衬底相接；
P11管的源极和衬底、P14管的源极和衬底、P15管的源极和衬底、P16管的源极和衬底与P17管的源极和衬底连接；
P13管的栅极作为所述过温保护与软启动模块3的第二输入端连接所述逻辑控制模块2的第二输出端，以接入第二控制信号VFB；
P12管的漏极、N11管的漏极、N12管的栅极、以及N9管的栅极和漏极相连；P13管的漏极、N12管的漏极、N10管的栅极、以及N14管的漏极与N15管的栅极相连；
N11管的栅极、N14管的栅极、以及P18管的栅极相连并作为所述过温保护与软启动模块3的第一输入端连接所述逻辑控制模块2的第一输出端，以接入第一控制信号ON；
N11管的源极与衬底连接N10管的漏极，N13管的栅极与漏极连接N14管的源极与衬底，N15管的漏极、P14管的漏极接P15管与N16管的栅极，P15管与N16管的漏极接P16、N17管的栅极；
P16、N17管的漏极与P19、N18管的栅极相连，并作为所述过温保护与软启动模块3的第一输出端输出过温保护信号PUL_PRO；
P18管的源极与衬底接P17管的漏极，P18管的漏极接P19管的源极与衬底；
P19管的漏极、N18管的漏极、N19管的漏极相连，并作为所述过温保护与软启动模块3的第二输出端输出斜坡信号SAW；
N19管的栅极作为所述过温保护与软启动模块3的第六输入端接使能信号EN；
电容C2一端连接N18管的漏极，另一端连接N18管的源极和衬底；
N9管的源极和衬底、N10管的源极和衬底、N12管的源极和衬底、N13管的源极和衬底、N15管的源极和衬底、N16管的源极和衬底、N17管的源极和衬底、N18管的源极和衬底与N19管的源极和衬底相连；
N20管的漏极和P12管的栅极相连并作为所述过温保护与软启动模块3的第五输入端连接所述非带隙基准核心单元13的输出端，以接入基准电压信号VREF；
N20管的源极和衬底通过电容C1接地端GND，N20管的栅极作为所述逻辑控制模块2的第三输出端，以接入第三控制信号FILT；
N20管和电容C1的公共端作为所述过温保护与软启动模块3的第三输出端输出软启动信号SS。
本实施例利用MOS管阈值电压的负温度特性，在R2的上端得到采样电压VT，并将其输入给比较器的另一个输入端，与VREF进行比较，该比较器在软启动过程结束后便进入迟滞模式，变成迟滞比较器，实现过温保护功能。在基准电压VREF的输出端加了一个N20管与电容C1，在系统刚刚上电后，由控制信号ON与ONS控制系统进入软启动过程，此时SS信号为低电位，比较器部分与后端由P17、P18、P19、N18管、电容C2组成的电荷泵共同组成窄脉冲发生器控制N20管栅极电压信号，从而控制N20管逐周期开关实现电容C1非接地端SS信号逐步上升至VREF，并最终稳定在VREF，同时当SS达到VREF时控制模块的比较器发生反转产生新的控制信号ON与ONS选择基准模块比较器的工作状态切换为过温保护功能状态。
具体地，当使能信号EN给定后，系统启动开始，SS信号为低电平，控制模块产生ON信号控制P18管开启，N11，N14管关断，迟滞比较器变成正常的比较器，比较器输入端接VREF与SAW信号，实现窄脉冲功能，产生的信号PUL_PRO信号控制N20管子周期性开启与关断实现VREF周期性给电容C1充电，使得软启动信号SS逐渐上升，当VREF＝SS时，控制端产生控制信号ON变高关断P18管，开启N11与N14管，比较器变成迟滞比较器，代表着软启动过程结束，过温保护模式开启，过温采样电压VT随温度逐渐降低当其值降至VT＝VREF时，迟滞比较器输出PUL_PRO反转，得到过温保护信号，当温度下降至合适的温度时(达到迟滞比较器的迟滞量)PUL_PRO信号再次反转恢复正常电位，一个完整的过温保护过程结束。
本实施例提供的非带隙基准源通过增加过温保护与软启动模块不仅避免了浪涌现象，还具有过温保护性能，在提高器件可靠性的同时，还能够减少电路的非线性瞬态问题，提高了输出基准的PSRR特性。
本实施例利用两个工作在亚阈值区的MOS晶体管的栅源电压VGS温度系数相互补偿实现，同时利用共源共栅电流镜来提高电源抑制比，同时利用工作在开关模式的MOS管与电容组合实现软启动与低频滤波作用，最后利用增强型MOS管具有负温度系数的阈值电压得到采样信号实现温度保护信号的产生，实现了兼具过温保护与无需切换基准的软启动的非带隙基准源，大大提升了系统工作的线性度，且提高了输出基准的PSRR特性。
本发明的另一个实施例提供一种基准电压源电路，包括上述实施例提供的具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源。因此，该电路也同时具备过温保护与软启动功能，且避免了另外设计基准切换电路，大大提升了系统工作的线性度，提高了输出基准的PSRR特性。
本发明的又一个实施例提供了一种电子产品，包括上述实施例提供的基准电压源电路。
实施例二
下面通过仿真实验对上述实施例一提供的非带隙基准源进行验证说明。
请参见图5，图5是本发明实施例提供的基准电压的温度特性仿真波形图，从图5中可以看到，输出基准电压VREF为816mV，在室温下获得零温度系数点816.37mV。
请参见图6，图6是本发明实施例提供的基准电压的电源抑制比仿真波形图。从图6可以看出，基准电压VREF经过滤波后，系统软启动完成SS端作为实际基准输出时SS的PSRR仿真结果，可以看出该基准低频PSRR为78dB，高频段经过滤波后得到80dB的PSRR，整体性能良好。
请参见图7，图7是本发明实施例提供的软启动信号SS的仿真波形图，其中，SS端信号逐渐上升至VREF电压值，控制部分将控制FILT信号由PUL_PRO信号转为VDD信号使得N20管充当电阻的作用，形成低通滤波器SS端信号稳定在VREF值。
请参见图8，图8是本发明实施例提供的过温保护信号的仿真波形图。软启动过程结束后，比较器部分转为迟滞比较器用于过温保护作用，由图8可见，本模块在100℃时产生过温保护，产生过温保护信号PUL_PRO，当温度下降到70℃时过温保护结束恢复正常，温保护信号PUL_PRO恢复正常电平，迟滞量温度为30℃。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源，其特征在于，包括：
基准模块(1)，用于产生基准电压信号和过温采样信号；
逻辑控制模块(2)，连接所述基准模块(1)，用于根据所述基准电压信号和所述过温采样信号产生控制信号；
过温保护与软启动模块(3)，连接和所述逻辑模块(2)，用于根据所述控制信号产生软启动信号和过温保护信号，以对整个电路系统的工作状态进行调整。
2.根据权利要求1所述的具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源，其特征在于，所述基准模块(1)包括依次连接的启动单元(11)、偏置单元(12)以及非带隙基准核心单元(13)，其中，
所述启动单元(11)用于控制整个电路系统的上电启动；
所述偏置单元(12)用于产生偏置电流Vbias，以对电路各个支路提供所需的工作电流；
非带隙基准核心单元(13)用于产生基准电压信号VREF。
3.根据权利要求2所述的具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源，其特征在于，所述启动单元(11)包括PMOS管P1、P2和NMOS管N1；其中，
P1管的源极与衬底接电源电压VDD，其栅极与漏极接N1管与P2管的栅极；
N1管的源极、漏极与衬底均接地端GND；
P2管的源极和衬底连接并作为所述启动单元(11)的第一输出端连接所述偏置单元(12)的第一输入端和所述非带隙基准核心单元(13)的第一输入端，P2管的漏极作为所述启动单元(11)的第二输出端连接也连接所述偏置单元(12)的第二输入端。
4.根据权利要求3所述的具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源，其特征在于，所述偏置单元(12)包括PMOS管P3、P4、P5、P6，NMOS管N2、N3、N4、N5，以及电阻R1；其中，
P3管和P4管的栅极相连并作为所述偏置单元(12)的第一输入端连接所述启动单元(11)的第一输出端连接；P3管的源极和衬底相连并共同连接至P5管的漏极；P3管的漏极连接N4管的漏极和栅极；
P4管的源极和衬底相连并共同连接至P6管的漏极和栅极；P4管的漏极连接N5管的漏极；
P5管和P6管的源极与衬底均接电源电压VDD；
P5管和P6管的栅极相连，并作为所述偏置单元(12)的输出端连接所述非带隙基准核心单元(13)的第二输入端，以向所述非带隙基准核心单元(13)提供偏置电流Vbias；
N4管和N5管的栅极相连并作为所述偏置单元(12)的第二输入端连接所述启动单元(11)的第二输出端；
N4管的源极和衬底相连并共同连接至N2管的漏极和栅极；N2管的漏极与衬底均接地端GND；
N5管的源极和衬底相连并共同连接至N3管的漏极；
N3管的源极和衬底相连并通过电阻R1接地端GND。
5.根据权利要求2所述的具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源，其特征在于，所述非带隙基准核心单元(13)包括PMOS管P7、P8、P9、P10，NMOS管N6、N7、N8，以及电阻R2；其中，
P7管和P9管的栅极相连并作为所述非带隙基准核心单元(13)的第二输入端链接所述偏置单元(12)的输出端，P7管和P9管的源极与衬底均接电源电压VDD；
P7管的漏极连接P8管的源极和衬底，P9管的漏极连接P10管的源极和衬底；
P8管和P10管的栅极相连并作为所述非带隙基准核心单元(13)的第一输入端连接所述启动单元(11)的第一输出端；
P8管的漏极通过电阻R2连接N6管的栅极和漏极；P8管和电阻R2的公共端作为过温采样信号VT的采样端连接所述逻辑控制模块(2)；
N6管的源极和衬底相连并共同连接至N8管的漏极，N6管的栅极和漏极相连并共同连接至N8管的栅极；N8管的源极和衬底均接地端GND；
N7管的源极和衬底相连并共同连接至N8管的漏极；N7管的栅极和漏极相连并作为非带隙基准核心单元(13)的输出端输出基准电压信号VREF。
6.根据权利要求2所述的具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源，其特征在于，所述逻辑控制模块(2)包括比较器CMP，二选一选择器MUX1、MUX2，以及反相器INV；其中，
所述比较器CMP的正相输入端接软启动信号SS，所述比较器CMP的反相输入端连接基准电压信号VREF；
所述比较器CMP的输出端作为所述逻辑控制模块(2)的第一输出端输出第一控制信号ON，并连接至所述过温保护与软启动模块(3)的第一输入端；所述比较器CMP的输出端还通过反相器INV分别连接所述二选一选择器MUX1、MUX2的控制端；
所述二选一选择器MUX1的第一输入端接过温采样信号VT，第二输入端接斜坡信号SAW；
所述二选一选择器MUX1的输出端作为所述逻辑控制模块(2)的第二输出端输出第二控制信号VFB，并连接至所述过温保护与软启动模块(3)的第二输入端；
所述二选一选择器MUX2的第一输入端接电源电压VDD，第二输入端接过温保护信号PUL_PRO；
所述二选一选择器MUX2的输出端作为所述逻辑控制模块(2)的第三输出端输出第三控制信号FILT，并连接至所述过温保护与软启动模块(3)的第三输入端。
7.根据权利要求2所述的具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源，其特征在于，所述过温保护与软启动模块(3)包括PMOS管P11～P19，NMOS管N9～N20，以及电容C1、C2；其中，
P11管、P14管、P17管的栅极相连并作为所述过温保护与软启动模块(3)的第四输入端连接所述偏置单元(12)的输出端，以接入偏置电流Vbias；
P11管的漏极与P12管、P13管的源极与衬底相接；
P11管的源极和衬底、P14管的源极和衬底、P15管的源极和衬底、P16管的源极和衬底与P17管的源极和衬底连接；
P13管的栅极作为所述过温保护与软启动模块(3)的第二输入端连接所述逻辑控制模块(2)的第二输出端，以接入第二控制信号VFB；
P12管的漏极、N11管的漏极、N12管的栅极、以及N9管的栅极和漏极相连；P13管的漏极、N12管的漏极、N10管的栅极、以及N14管的漏极与N15管的栅极相连；
N11管的栅极、N14管的栅极、以及P18管的栅极相连并作为所述过温保护与软启动模块(3)的第一输入端连接所述逻辑控制模块(2)的第一输出端，以接入第一控制信号ON；
N11管的源极与衬底连接N10管的漏极，N13管的栅极与漏极连接N14管的源极与衬底，N15管的漏极、P14管的漏极接P15管与N16管的栅极，P15管与N16管的漏极接P16、N17管的栅极；
P16、N17管的漏极与P19、N18管的栅极相连，并作为所述过温保护与软启动模块(3)的第一输出端输出过温保护信号PUL_PRO；
P18管的源极与衬底接P17管的漏极，P18管的漏极接P19管的源极与衬底；
P19管的漏极、N18管的漏极、N19管的漏极相连，并作为所述过温保护与软启动模块(3)的第二输出端输出斜坡信号SAW；
N19管的栅极作为所述过温保护与软启动模块(3)的第六输入端接使能信号EN；
电容C2一端连接N18管的漏极，另一端连接N18管的源极和衬底；
N9管的源极和衬底、N10管的源极和衬底、N12管的源极和衬底、N13管的源极和衬底、N15管的源极和衬底、N16管的源极和衬底、N17管的源极和衬底、N18管的源极和衬底与N19管的源极和衬底相连；
N20管的漏极和P12管的栅极相连并作为所述过温保护与软启动模块(3)的第五输入端连接所述非带隙基准核心单元(13)的输出端，以接入基准电压信号VREF；
N20管的源极和衬底通过电容C1接地端GND，N20管的栅极作为所述逻辑控制模块(2)的第三输出端，以接入第三控制信号FILT；
N20管和电容C1的公共端作为所述过温保护与软启动模块(3)的第三输出端输出软启动信号SS。
8.一种基准电压源电路，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的具有过温保护与软启动特性的非带隙基准源。
9.一种电子产品，其特征在于，包括权利要求8所述的基准电压源电路。
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