本发明专利技术公开了一种全饱和MOSFET带隙基准源，包括：启动电路、电流产生电路、温度补偿产生电路和基准源输出电路；其中，电流产生电路用于产生与温度变化呈第一相关性的温度系数电流；温度补偿产生电路用于产生与温度变化呈第二相关性的温度系数电压；基准源输出电路用于利用温度系数电流和温度系数电压产生基准电压，并将基准电压输出至启动电路；启动电路用于保证全饱和MOSFET带隙基准源在启动过程中脱离非理想工作点并进入正常工作点。本发明专利技术采用全MOS结构、MOS管均偏置在饱和区工作，大大降低了对工艺要求，并且能够适应不同半导体材料的MOS管温度特性，具有普适性，同时，电路结构复杂度低，可广泛应用于各种电路中来产生参考电压。参考电压。参考电压。
【技术实现步骤摘要】
一种全饱和MOSFET带隙基准源
[0001]本专利技术属于集成电路
，具体涉及一种全饱和MOSFET带隙基准源。
技术介绍
[0002]基准电压源是集成电路中不可或缺的基本构成模块，被广泛的应用在功率转换电路、高压驱动电路、模拟与数字转换器中，它的作用是为电路中的其它模块提供一个对温度、电源电压和工艺等因素弱相关的基准电压。
[0003]然而，受限于某些工艺条件如SiC MOSFET工艺，无法像Si基一样采用经典带隙基准结构，并且由于全MOS带隙基准电路结构大都利用亚阈区MOS管实现温度补偿，受到建模方面的限制，也无法实现精准仿真。此外，针对一些新材料器件如SiC MOSFET，迁移率随温度变化的情况与传统Si基不同，P管、N管的迁移率都在随着温度的升高变大，因此无法通过直接叠加来进行正负补偿。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种全饱和MOSFET带隙基准源。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]本专利技术提供一种全饱和MOSFET带隙基准源，其特征在于，包括：启动电路、电流产生电路、温度补偿产生电路和基准源输出电路；其中，
[0006]所述电流产生电路，用于产生与温度变化呈第一相关性的温度系数电流；
[0007]所述温度补偿产生电路，用于产生与温度变化呈第二相关性的温度系数电压；
[0008]所述基准源输出电路，用于利用所述温度系数电流和所述温度系数电压产生基准电压，并将所述基准电压输出至启动电路；
[0009]所述启动电路，用于保证所述全饱和MOSFET带隙基准源在启动过程中脱离非理想工作点并进入正常工作点。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，包括输入电源端；所述电流产生电路包括：第一电阻R1、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4和高增益运算放大器；其中，
[0011]R1的第一端和M2的源端连接至所述输入电源端，M3的源端和M4的源端接地，R1的第二端与M1的源端连接，M1的栅端、漏端以及M3的漏端均连接高增益运算放大器的同相端，M2的栅端、漏端以及M4的漏端均连接高增益运算放大器的反相端，M3的栅端和M4的栅端均连接高增益运算放大器的输出端。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述温度补偿产生电路包括第五MOS管M5、第六MOS管M6、第七MOS管M7和第八MOS管M8；其中，
[0013]M5的源端和M7的源端连接至所述输入电源端，M6的源端、M8的栅端和漏端接地，M5的栅端和漏端以及M6的漏端均与M7的栅端连接，M6的栅端连接高增益运算放大器的输出端。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，还包括输出端；所述基准源输出电路包括：第二电阻R2、第九MOS管M9和第十MOS管M
10
；其中，
[0015]M8的源端和M7的漏端连接至M9的栅端，M9的源端与R2的第一端连接，R2的第二端与M
10
的漏端连接至输出端，M9的漏端与所述输入电源端连接，M
10
的源端接地、栅端与高增益运算放大器的输出端连接。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述启动电路包括第十一MOS管M
11
、第十二MOS管M
12
、第十三MOS管M
13
、第十四MOS管M
14
和第十五MOS管M
15
；其中，
[0017]M
11
的源端、M
13
的源端和M
15
的源端均与所述输入电源端连接，M
11
的栅端和M
12
的栅端与所述输出端连接，M
11
的漏端、M
12
的漏端及M
13
的栅端均连接至M
14
的栅端，M
13
的漏端和M
14
的漏端均连接至M
15
的栅端，M
15
的漏端连接高增益运算放大器的输出端。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，M1～M
15
为SiMOSFET或SiCMOSFET。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，当M1～M
15
为SiCMOSFET时，所述电流产生电路用于产生与温度变化呈负相关的负温度系数电流，所述温度补偿产生电路用于产生与温度变化呈正相关的正温度系数电压。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，当M1～M
15
为SiMOSFET时，所述电流产生电路用于产生与温度变化呈正相关的正温度系数电流，所述温度补偿产生电路用于产生与温度变化呈负相关的负温度系数电压。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0022]本专利技术提供一种全饱和MOSFET带隙基准源，包括：启动电路、电流产生电路、温度补偿产生电路和基准源输出电路；其中，电流产生电路可利用运放钳位产生与M1、M2的MOS管载流子迁移率温度系数成反比或正比的电流，例如当M1、M2的MOS管载流子迁移率温度系数为正时，则电流产生电路可产生CTAT(Complementary To Absolute Temperature，与绝对温度成反比)电流即负温度系数电流，进而温度补偿产生电路将负温度系数电流利用共源极反向，产生正温度系数电压，从而由基准源输出电路将正负温度系数物理量结合相抵消。本专利技术提供的全饱和MOSFET带隙基准源能够适应不同半导体材料的MOS管温度特性，具有普适性，并且电路结构复杂度低，可用于在各种电路中产生参考电压。
[0023]此外，本专利技术提供的带隙基准源采用全MOS结构，且MOS管均偏置在饱和区工作，大大降低了对工艺要求。
[0024]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0025]图1是本专利技术实施例提供的全饱和MOSFET带隙基准源的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术实施例提供的全饱和MOSFET带隙基准源的电路示意图；
[0027]图3是本专利技术实施例提供的全饱和MOSFET带隙基准源输出电压的温度特性曲线；
[0028]图4是本专利技术实施例提供的全饱和MOSFET带隙基准源线性调整率的示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0030]图1是本专利技术实施例提供的全饱和MOSFET带隙基准源的结构示意图。如图1所示，本专利技术实施例提供一种全饱和MOSFET带隙基准源，包括：启动电路、电流产生电路、温度补
偿产生电路和基准源输出电路；其中，
[0031]电流产生电路，用于产生与温度变化呈第一相关性的温度系数电流；
[0032]温度补偿产生电路，用于产生与温度变化呈第二相关性的温度系数电压；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全饱和MOSFET带隙基准源，其特征在于，包括：启动电路、电流产生电路、温度补偿产生电路和基准源输出电路；其中，所述电流产生电路，用于产生与温度变化呈第一相关性的温度系数电流；所述温度补偿产生电路，用于产生与温度变化呈第二相关性的温度系数电压；所述基准源输出电路，用于利用所述温度系数电流和所述温度系数电压产生基准电压，并将所述基准电压输出至启动电路；所述启动电路，用于保证所述全饱和MOSFET带隙基准源在启动过程中脱离非理想工作点并进入正常工作点。2.根据权利要求1所述的全饱和MOSFET带隙基准源，其特征在于，包括输入电源端；所述电流产生电路包括：第一电阻R1、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4和高增益运算放大器；其中，R1的第一端和M2的源端连接至所述输入电源端，M3的源端和M4的源端接地，R1的第二端与M1的源端连接，M1的栅端、漏端以及M3的漏端均连接高增益运算放大器的同相端，M2的栅端、漏端以及M4的漏端均连接高增益运算放大器的反相端，M3的栅端和M4的栅端均连接高增益运算放大器的输出端。3.根据权利要求2所述的全饱和MOSFET带隙基准源，其特征在于，所述温度补偿产生电路包括第五MOS管M5、第六MOS管M6、第七MOS管M7和第八MOS管M8；其中，M5的源端和M7的源端连接至所述输入电源端，M6的源端、M8的栅端和漏端接地，M5的栅端和漏端以及M6的漏端均与M7的栅端连接，M6的栅端连接高增益运算放大器的输出端。4.根据权利要求3所述的全饱和MOSFET带隙基准源，其特征在于，还包括输出端；所述基准源输出电路包括：第二电阻R2、第九MOS管M9和第十MOS管M
10
；其中，M8的源端和M7的漏端连接至M9的栅端，M9的源端与R2的第一端连接，R2的第二端与M
10
的漏端连接至输出端，M9的漏端与所述输入电源端连接，M
10
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张艺蒙，赵浦，张玉明，汤晓燕，宋庆文，孙乐嘉，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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