一种输出可调正、负或零温度系数电流、电压基准的电路制造技术

本发明专利技术提供了一种输出可调正、负或零温度系数电流、电压基准的电路，包括：启动电路，正、负温度系数电流产生电路，反馈稳定及负温度系数电流导出电路，温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路。本发明专利技术在标准ＣＭＯＳ工艺下实现，结构简单，输入电压低，产生温度系数可调，即可为正、负或零温度系数的电流基准和电压（ＶＲＥＦ）基准。

A circuit that outputs adjustable, positive, negative or zero temperature coefficients, current, and voltage references

The present invention provides an adjustable output positive and negative or zero temperature coefficient current and voltage reference circuit comprises a starting circuit, positive and negative temperature coefficient current generating circuit, feedback stability and negative temperature coefficient current derived circuit, current and voltage references synthesis circuit with adjustable temperature coefficient. The invention is realized under the standard CMOS process, the structure is simple, the input voltage is low, and the temperature coefficient is adjustable, and the current reference and the voltage (VREF) reference for the positive, negative or zero temperature coefficients can be obtained.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电路
，特别涉及一种输出可调的正、负或零温度系数电流、电压基准电路。
技术介绍
电流基准和电压基准的功能分别是向电路中其他功能模块提供基准电流和基准电压的，对于振荡器、滤波器、数模转换和精确的时间延时模块都是非常重要的。对于不同功能的电路可能需要不同温度系数的电流或电压，在电路模拟调试过程中需要对温度系数进行调节。而且有些电路工作在较低的电源电压下，这样会降低功耗。另外，在一些特殊用途的集成电路产品中也需要节省芯片面积，节省空间或降低成本，这就需要电路结构不可以复杂，用很简单的结构实现同样的电流基准或电压基准功能。 普通的电流基准，采用经典的自偏置电路，只能产生PTAT电流，还要经过后续其他电路的处理才可以产生零温度系数电流；而目前比较常用的电压基准输出电压值基本恒定在1.25V左右，而且电路中有运算放大器来保证带隙电路两个输出端电压相等，也就要求运算放大器具有高增益、低失调特性，在低电压、低功耗下会使运算放大器设计难度加大，因此，就要求对电路结构进行改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术中的不足，提供一种产生可调正、负或零温度系数电流、电压基准的电路。该电路可以工作在1.5V左右较低的电源电压下，可以调节产生各种正、负或零温度系数的电流，获得所需的基准电压值。另外，电路结构非常简单，改进了一般的自偏置电路，整个电路只有11个MOS晶体管，两个二极管和四个电阻。 本专利技术采用如下技术方案 一种输出可调正、负或零温度系数电流、电压基准的电路，包括启动电路，正、负温度系数电流产生电路，反馈稳定及负温度系数电流导出电路，温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路；所述启动电路为正、负温度系数电流产生电路，温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路中的正温度系数电流输出部分提供启动偏置电压；所述正、负温度系数电流产生电路产生具有正、负温度系数的电流；所述反馈稳定及负温度系数电流导出电路稳定正、负温度系数电流产生电路中电流镜及电流沉的栅极偏置电压，参与合成负温度系数的电流；所述温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路输出两路电流，一路为正温度系数电流，另一路为负温度系数电流，将正、负温度系数电流通过电阻叠加，产生零温度系数或不同温度系数的电流基准或电压基准；启动电路的输出端接正、负温度系数电流产生电路的输入端；正、负温度系数电流产生电路的第一端输出连接反馈电路的输入，第二、三端输出接温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路；反馈稳定及负温度系数电流导出电路的输出又反馈回正、负温度系数电流产生电路；温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路输出正、负或零温度系数电流基准、电压基准。 本专利技术所述启动电路为两个PMOS晶体管M1和M2构成电流镜，其源极与电源连接，其栅极与一个PMOS晶体管M3的漏极相连，还与一个电阻R1一端及M1漏极相连，电阻R1另一端接地VSS，晶体管M2漏极接所述正、负温度系数电流产生电路中NMOS晶体管M7、M8和M9的栅极，晶体管M3源极接电源，其栅极连接所述正、负温度系数电流产生电路PMOS晶体管M4、M5、M6的栅极以及所述电流、电压基准合成电路中PMOS晶体管M12的栅极。 所述正、负温度系数电流产生电路为PMOS晶体管M4、M5和M6共栅极构成的电流镜，NMOS晶体管M7、M8和M9共栅极构成的电流沉和PMOS晶体管M10组成改进的自偏置结构，分为三路，第一路由晶体管M4、M7和二极管D1构成，晶体管M4源极接电源，晶体管M4栅、漏相连接到晶体管M7的漏极，晶体管M7源极接D1阳极，D1阴极接地VSS；第二路M5、M8、电阻R2和二极管D2构成，M5源极接电源，漏极连M8漏极还接到反馈及输出电路中M10、M11的栅极，M8源极接电阻R2一端，电阻R2另一端接二极管D2阳极，二极管D2阴极接地VSS，在电阻R2上产生正温度系数的电流；第三路由M6、M9和电阻R3构成，M6源极接电源，漏极接M9栅极和漏极，M9源极接电阻R3一端，还接到M10的漏极，电阻R3另一端连到地，电阻R3上产生负温度系数电流。 本专利技术所述反馈稳定及负温度系数电流导出电路为由一个PMOS管M10构成，PMOS管M10源极接电源，其栅极接M5与M8漏极，PMOS管M10漏极接电阻R3一端与M9的源极 本专利技术所述温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路为两个PMOS管M11和M12，PMOS管M11和M12的源极接电源；M11栅极接M10栅极，PMOS管M11镜像PMOS管M10合成负温度系数电流并从PMOS管M11漏极输出负温度系数电流，M12栅极接M5的栅极镜像电阻R2上产生的正温度系数电流，电阻R4一端连接M11和M12的漏极，电阻R4其另一端接地VSS。 本专利技术具有明显的优点，并且在很多方面优于目前常用的基准电流、电压源 (1)电路结构非常简单，包含启动电路，正、负温度系数电流产生电路，反馈稳定及负温度系数电流导出电路，温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路。整个电路仅仅由11个MOS晶体管，两个二极管和四个电阻构成，大大减小了版图面积。 (2)改进了常用的产生与电源电压无关的基准电流的自偏置电路，改进之处为其反馈，巧妙地利用仅一个PMOS管实现两个功能反馈稳定偏置电压及合成导出负温度系数电流。 (4)本专利技术中温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路可以令所产生的基准电流、电压的温度系数大小可调，任意调成正、负或零值，而且实现电路结构简单。 (5)电路可以工作在较低电压下，约为1.5V。因为电路中的反馈回路并没有采用高性能的运算放大器，而是采用如(1)所述仅仅一个PMOS晶体管来稳定偏置电压。 下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施，对本专利技术技术方案进一步描述。 附图说明 图1为本专利技术的结构框图。 图2为本专利技术的电路原理图。 附图标记说明 1—启动电路；2—正、负温度系数电流3—反馈稳定电路及负温产生电路； 度系数电流导出电路； 4—温度系数可调的电 流、电压基准合成电路。 具体实施例方式 输出可调正、负或零温度系数电流、电压基准的电路，如图1电路结构图所示，分为启动电路1，正、负温度系数电流产生电路2，反馈稳定及负温度系数电流导出电路3，温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路4共4个部分。4部分电路的直流电输入端分别连接直流电源VCC。启动电路的输出端接正、负温度系数电流产生电路的输入端；正、负温度系数电流产生电路的第一端输出连接反馈电路的输入，第二、三端输出接温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路；反馈电路的输出又反馈回正、负温度系数电流产生电路；温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路输出正、负或零温度系数(PTAT，Proportional to Absolute Temperature、CTAT，Complementary to Absolute Temperature、ZTC，Zero-Temperature-Coefficient)电流基准、电压基准(VREF)。 其中，如图2所示，所述的启动电路1的结构是两个PMOS晶体管M1和M2构成电流镜，其源极与电源连接，其栅极与一个PMOS晶体管M3的漏极相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输出可调正、负或零温度系数电流、电压基准的电路，其特征在于，包括：启动电路，正、负温度系数电流产生电路，反馈稳定及负温度系数电流导出电路，温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路；所述启动电路为正、负温度系数电流产生电路，温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路中的正温度系数电流输出部分提供启动偏置电压；所述正、负温度系数电流产生电路产生具有正、负温度系数的电流；所述反馈稳定及负温度系数电流导出电路稳定正、负温度系数电流产生电路中电流镜及电流沉的栅极偏置电压，参与合成负温度系数的电流；所述温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路输出两路电流，一路为正温度系数电流，另一路为负温度系数电流，将正、负温度系数电流通过电阻叠加，产生零温度系数或不同温度系数的电流基准或电压基准；所述启动电路的输出端接正、负温度系数电流产生电路的输入端；正、负温度系数电流产生电路的第一输出端连接反馈稳定及负温度系数电流导出电路的输入，其第二、三输出端接温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路；反馈稳定及负温度系数电流导出电路的输出又反馈回正、负温度系数电流产生电路；温度系数可调的电流基准、电压基准合成电路输出正、负或零温度系数电流基准、电压基准。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任芬莲，王红义，李先锐，何惠森，
申请(专利权)人：西安标新电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]