System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种带有简单启动电路的带隙基准电路制造技术_技高网

一种带有简单启动电路的带隙基准电路制造技术

技术编号:44855743 阅读:0 留言:0更新日期:2025-04-01 19:48
本发明专利技术属于集成电路技术领域,具体涉及一种带有简单启动电路的带隙基准电路。本发明专利技术包括基准电压产生模块和带隙基准启动电路模块;所述基准电压产生模块用于产生一个在一定范围内具有很低温度系数,即基本不受温度变化影响的基准电压,所述带隙基准启动电路用于打破带隙基准电路存在的简并点,启动电路通过提供初始电流或电压,使电路摆脱简并点并正常工作。本发明专利技术通过一条支路产生控制信号START,作用于NMOS管栅极使NMOS管打开,从而使得电路关键节点电压摆脱简并点且稳定到正确工作点上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路,具体来说涉及一种带有简单启动电路的带隙基准电路


技术介绍

1、随着现代集成电路技术朝着高性能、低功耗、高集成度的方向迅猛发展,精确稳定的基准电压源成为了众多模拟和混合信号集成电路系统不可或缺的关键组成部分。在诸如数据转换器(包括adc和dac)、电源管理芯片、运算放大器、锁相环等各类电路中,基准电压源为这些电路模块提供了稳定的参考电压或电流基准,其性能优劣直接关乎整个系统的精度、稳定性和可靠性等核心指标。

2、带隙基准电压源基于硅材料的物理特性,利用了硅的带隙电压(约1.2v左右)与温度之间特定的函数关系来设计。它能够在较宽的温度范围内提供相对稳定的基准电压,并且其输出电压可通过合理的电路设计进行调节以满足不同应用场景的需求。相较于其他类型的基准源,如齐纳二极管基准源等,带隙基准具有更好的温度稳定性、较低的功耗以及更易于集成等显著优势,因此在现代集成电路设计中得到了极为广泛的应用。

3、启动电路是基准源中一个比较重要的部分。当芯片电路上电时,可能由于环境或工艺原因等,流过芯片电路的电流为零,即所有的芯片上的晶体管均传输零电流,且它们可以无限期地保持关断,从而整个电路都不能正常工作,也就是说电路存在一个死锁偏置点。因此就需要增加一种自启动电路来破坏这种死锁平衡以激励整个电路的启动。

4、一种常见的带有启动电路的带隙基准电路如图1所示。其工作原理是,当电路处于“锁死”状态下时,第三pmos管和第四pmos管的漏极节点处于高电平,使得第一nmos管导通帮助电路摆脱简并点同时给第一电容充电。当电路稳定在正常工作状态下后,第二nmos管导通使得第三pmos管漏极节点点位拉低从而关断第一nmos管。当电路下电后,第五pmos管给第一电容放电,为下一次电路上电做准备。可以看出,这种启动电路能够实现帮助核心电路摆脱简并点的问题,但仍存在资源开销较大的不足。


技术实现思路

1、针对上述对于常见带隙基准电路存在的启动电路占用面积资源过多的问题,本专利技术提出一种带有简单启动电路的带隙基准电路,利用较少的电路资源开销,使得电路可以在电源上电后能够摆脱简并点工作在正确的工作点上。

2、一种带有简单启动电路的带隙基准电路,包括基准电压产生模块和带隙基准启动电路模块;所述基准电压产生模块用于产生一个在一定范围内具有很低温度系数,即基本不受温度变化影响的基准电压,所述带隙基准启动电路用于打破带隙基准电路存在的简并点,启动电路通过提供初始电流或电压,使电路摆脱简并点并正常工作。

3、所述基准电压产生电路包括运算放大器和基准电压核心电路,所述运算放大器用于实现电压钳位功能,所述基准电压核心电路用于产生零温度系数的电压。所述基准电压核心电路包括第一pmos管、第二pmos管、第三pmos管、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第一电容、第一可变电阻、第二可变电阻、第一npn三极管、第二npn三极管、第三npn三极管、第四npn三极管和第五npn三极管。第一pmos管源极接电源,栅极接第一电阻的一端并与运算放大器输出端连接,第一电阻的另一端接第一电容,第一电容另一端与第一pmos管漏极、第二电阻r2一端、第二pmos管源极、第三pmos管源极、第一npn三极管的发射极和基极、第二npn三极管的发射极和基极、第五电阻r5一端、第六电阻r6一端和第三npn三极管以及第四npn三极管的基极连接,第二电阻r2另一端与第三电阻r3一端连接,第三电阻r3另一端接第四电阻r4,第四电阻r4的另一端接地。第一npn三极管的集电极、第五电阻r5的另一端和第三npn三极管的集电极接运算放大器的负输入端,第二npn三极管的集电极、第六电阻r6的另一端和第四npn三极管的集电极接运算放大器的正输入端。第三npn三极管的发射极接第五npn三极管的集电极、第二可变电阻的一端和第七电阻r7的一端,第七电阻r7的另一端接第四npn三极管的发射极和第一可变电阻的一端,第一可变电阻的另一端接地。第二pmos管栅极接偏置电压vb,漏极接第二可变电阻的另一端。第五npn三极管的基极接第八电阻r8和第九电阻r9的一端,发射极接第十电阻r10的一端,第十电阻r10的另一端接地。第三pmos管栅极接偏置电压vb,漏极接第八电阻r8的另一端,第九电阻r9另一端接地。

4、所述带隙基准启动电路包括第一nmos管、第二nmos管和第十一电阻r11。第十一电阻r11一端接电源,另一端接第一nmos管的栅极和漏极,第一nmos管的源极接地。第二nmos管的源极接第三npn三极管的发射极,漏极接运算放大器的输出端,栅极接start信号。

5、所述带隙基准启动电路实现帮助基准电压产生电路电源上电时摆脱简并点并稳定在正常工作状态的方式是,定义第一nmos管栅极与漏极连接端为start信号,start信号接第二nmos管的栅极。上电过程中,start信号为高电平使得第二nmos管导通,因此可以拉低第一pmos管栅极电位和拉高第三npn三极管发射极电位,使得整个电路趋向正常工作点并逐步稳定。电路稳定后,第二nmos管的栅源电压差小于第二nmos管的阈值电压,所以第二nmos管正常工作状态下关断,不会影响电路工作。

6、有益效果:本专利技术提供一种带有简单启动电路的带隙基准电路,通过一条支路产生控制信号start,作用于nmos管栅极使nmos管打开,从而使得电路关键节点电压摆脱简并点且稳定到正确工作点上。综上可知,本专利技术的启动电路能够很好地驱动带隙基准的核心电路,使其正常工作,也能够及时关断,不影响带隙基准电路的正常工作,同时消耗了极少的电路资源,仅带来了两个nmos管和一个电阻的资源开销。

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【技术保护点】

1.一种带有简单启动电路的带隙基准电路包含基准电压产生模块和带隙基准启动电路模块,其特征在于,所述基准电压产生模块,包含:运算放大器、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电容、第一可变电阻、第二可变电阻、第一NPN三极管、第二NPN三极管、第三NPN三极管、第四NPN三极管和第五NPN三极管。其中,运算放大器负输入端连接第一NPN三极管的集电极、第五电阻R5的一端和第三NPN三极管的集电极,运算放大器正输入端连接第二NPN三极管的集电极、第六电阻R6的一端和第四NPN三极管的集电极。且第四NPN三极管的发射极与第七电阻R7的一端和第一可变电阻的一端连接,第三NPN三极管的发射极、第七电阻R7的另一端以及第五NPN三极管的集电极和第二可变电阻的一端连接。

2.如权利要求1所述带隙基准启动电路模块,其特征在于,包含:第一NMOS管、第二NMOS管和第十一电阻R11。其中,第一NMOS管为二极管连接形式,和第十一电阻R11分压产生偏置电压信号START,第一NMOS管的栅极和漏极与第十一电阻R11的一端连接,第一NMOS管的源极接地,第十一电阻R11的另一端接电源。并且,第二NMOS管的栅极连接START信号,漏极连接运算放大器的输出端,源极连接第三NPN三极管的发射极。带隙基准启动电路模块在基准核心电路“锁死”状态下,第二NMOS栅源电压差大于其阈值电压从而导通使得电路摆脱简并点。而在基准核心电路正常工作下,第二NMOS管栅源电压小于其阈值电压从而关断使得启动电路不影响核心电路正常工作。

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【技术特征摘要】

1.一种带有简单启动电路的带隙基准电路包含基准电压产生模块和带隙基准启动电路模块,其特征在于,所述基准电压产生模块,包含:运算放大器、第一pmos管、第二pmos管、第三pmos管、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第一电容、第一可变电阻、第二可变电阻、第一npn三极管、第二npn三极管、第三npn三极管、第四npn三极管和第五npn三极管。其中,运算放大器负输入端连接第一npn三极管的集电极、第五电阻r5的一端和第三npn三极管的集电极,运算放大器正输入端连接第二npn三极管的集电极、第六电阻r6的一端和第四npn三极管的集电极。且第四npn三极管的发射极与第七电阻r7的一端和第一可变电阻的一端连接,第三npn三极管的发...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐鹤杨普滋白游柯
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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