CN208188713U - 一种低压低功耗基准电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低压低功耗基准电路，包括：一启动电路，用于完成所述基准电路的启动；一电流基准产生电路，采用自偏置结构，目的是提供尽可能独立于电源电压变化的电流，补偿温度对基准电压的影响。一有效负载电路，产生核心的基准电流和基准电压，产生基准电压的精度非常高。本实用新型电路中没有采用电阻，也没有采用三极管，全部都是MOS晶体管，所有MOS管全部工作于亚阈值区域，显著降低了电源电压且功耗特别小。
Description
技术领域
本发明涉及基准电压电路领域，尤其涉及一种低压低功耗基准电路。
背景技术
在物联网和大多数无线通讯的应用中，相关接收电路或者发射电路等都是需要低功耗的，因此能产生低功耗的基准电路对整个应用来讲是非常关键和非常必要的。基准电路作为模拟电路的重要部分，一般需要在一个较宽的温度范围内正常工作，因此不仅要求功耗低，还需要性能稳定，有较好的温度特性。传统的方式可以采用带隙基准电路进行设计，但是其功耗相对较大，而且需要用到电阻和三极管，导致芯片面积较大。
发明内容
为克服上述现有技术存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种低压低功耗基准电路，适用于低功耗的电路系统中。
为达上述及其它目的，本发明提供一种低压低功耗基准电路，其至少包括：
一启动电路，用于完成所述基准电路的启动，同时提供偏置；
一电流基准产生电路，采用自偏置结构，目的是提供尽可能独立于电源电压变化的电流，补偿温度对基准电压的影响。
一有效负载电路，产生核心的基准电流和基准电压，产生基准电压的精度非常高。
本发明提出了一种低功耗基准电路，包括：
所述启动电路由第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3构成；PM1管的源极和PM4管的源极都与电源电压VDD相连接；PM1管的漏极与NM1管的漏极、NM1管的栅极、PM2管的栅极和NM2管的栅极相连接；PM4管的栅极与PM4管的漏极和PM3管的源极相连接；PM3管的栅极与PM3管的漏极和PM2管的源极相连接；PM2管的漏极和NM2管的漏极和NM3管的栅极相连接；NM1管的源极和NM2管的源极接地。
所述电流基准产生第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第四NMOS管NM4、第五NMOS管NM5和第六NMOS管NM6构成；PM5管的源极和PM6管的源极都与电源电压VDD相连接；PM5管的栅极与PM5管的漏极、PM1管的栅极、NM3管的漏极、PM6管的栅极和NM4管的漏极相连接；PM6管的漏极与NM3管的源极、NM6管的栅极、NM6管的漏极和NM5管的栅极相连接；NM4管的栅极与NM6管的源极和NM5管的漏极相连接；NM4管的源极和NM5管的源极接地。
所述有效负载电路由第七PMOS管PM7和第七NMOS管NM7构成；PM7管的源极与电源电压VDD相连接；PM7管的栅极与PM1管的栅极相连接；PM7管的漏极与NM7管的栅极和NM7管的漏极相连接；NM7管的源极接地。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种低压低功耗基准电路图。
具体实施方式
结合图1所示，在下面的实施例中，所述低压低功耗基准电路 ，包括：一启动电路，用于完成所述基准电路的启动，作为一种预防以确保在所需状态下的偏置；一电流基准产生电路，采用自偏置结构，目的是提供尽可能独立于电源电压变化的电流，补偿温度对基准电压的影响。一有效负载电路，产生核心的基准电流和基准电压，产生基准电压的精度非常高。本发明电路中没有采用电阻，也没有采用三极管，全部都是MOS晶体管，所有MOS管全部工作于亚阈值区域，显著降低了电源电压且功耗特别小。
所述启动电路由第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3构成；在启动的瞬间，NM2管的漏级为高电平，NM3管导通并将PM1管的栅极拉低然后产生电流，该电流流过PM1管和NM1管，经过NM1管在镜像到NM2管的支路中，从而使得NM2管的漏级电压降低并关闭NM3管，从而完成整个电路的启动。
所述电流基准产生第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第四NMOS管NM4、第五NMOS管NM5和第六NMOS管NM6构成；NM4管，NM5管和NM6管采用自偏置结构，且都工作在亚阈值区域，尽量减小因电压变化引起的电流变动，对VREF进行温度补偿；其中，为了确保各晶体管都进入亚阈值状态，NM5管选择了HVT-MOSFET，即选择高阈值的MOS管；PM5和PM6构成电流镜，产生成比例的电流I1和I2；显著提高了VREF的线性灵敏度和电源抑制比。
所述有效负载电路由第七PMOS管PM7和第七NMOS管NM7构成；通过NM7管将所述电流基准产生电路产生的电流镜像到二极管连接的晶体管中，即NM7管；在电路设计中，NM7管的宽长比设计成W/L=1um/10um，进行仿真，结果现实温度补偿的效果最佳。
本发明提出了一种无阻抗的低压低功耗基准电路，与其他电路相比，电路全部由晶体管组成，不使用电阻，也不使用三极管，结构更简单。该电路采用0.18μm CMOS工艺设计，可以正常工作在0.6V到2.2V的电源电压范围内，在-25℃到125℃温度范围内，输出电压变化仅为1.8mV；功耗仅为3.8nW。
虽然本发明利用具体的实施例进行说明，但是对实施例的说明并不限制本发明的范围。本领域内的熟练技术人员通过参考本发明的说明，在不背离本发明的精神和范围的情况下，容易进行各种修改或者可以对实施例进行组合，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种低压低功耗基准电路，其特征在于，包括：
一启动电路，用于完成所述基准电路的启动，同时提供偏置；
一电流基准产生电路，采用自偏置结构，目的是提供尽可能独立于电源电压变化的电流，补偿温度对基准电压的影响；
一有效负载电路，产生核心的基准电流和基准电压，产生基准电压的精度非常高。
2.如权利要求1所述的一种低压低功耗基准电路，其特征在于：所述启动电路由第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3构成；PM1管的源极和PM4管的源极都与电源电压VDD相连接；PM1管的漏极与NM1管的漏极、NM1管的栅极、PM2管的栅极和NM2管的栅极相连接；PM4管的栅极与PM4管的漏极和PM3管的源极相连接；PM3管的栅极与PM3管的漏极和PM2管的源极相连接；PM2管的漏极和NM2管的漏极和NM3管的栅极相连接；NM1管的源极和NM2管的源极接地。
3.如权利要求1所述的一种低压低功耗基准电路，其特征在于：所述电流基准产生由第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第四NMOS管NM4、第五NMOS管NM5和第六NMOS管NM6构成；PM5管的源极和PM6管的源极都与电源电压VDD相连接；PM5管的栅极与PM5管的漏极、PM1管的栅极、NM3管的漏极、PM6管的栅极和NM4管的漏极相连接；PM6管的漏极与NM3管的源极、NM6管的栅极、NM6管的漏极和NM5管的栅极相连接；NM4管的栅极与NM6管的源极和NM5管的漏极相连接；NM4管的源极和NM5管的源极接地。
4.如权利要求1所述的一种低压低功耗基准电路，其特征在于：所述有效负载电路由第七PMOS管PM7和第七NMOS管NM7构成；PM7管的源极与电源电压VDD相连接；PM7管的栅极与PM1管的栅极相连接；PM7管的漏极与NM7管的栅极和NM7管的漏极相连接；NM7管的源极接地。
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| CN201820823735.8U CN208188713U (zh) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | 一种低压低功耗基准电路 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108415503A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-08-17 | 丹阳恒芯电子有限公司 | 一种低压低功耗基准电路 |
| CN115437448A (zh) * | 2022-11-03 | 2022-12-06 | 苏州聚元微电子股份有限公司 | 电流源电路、基准电压电路及芯片 |
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2018
- 2018-05-30 CN CN201820823735.8U patent/CN208188713U/zh active Active
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| CN108415503A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-08-17 | 丹阳恒芯电子有限公司 | 一种低压低功耗基准电路 |
| CN115437448A (zh) * | 2022-11-03 | 2022-12-06 | 苏州聚元微电子股份有限公司 | 电流源电路、基准电压电路及芯片 |
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