[发明专利]耗尽型MOS管稳定电压源电路

说明书

技术领域

本发明涉及电压源，尤其是一种耗尽型MOS管稳定电压源电路。

背景技术

目前，采用耗尽型MOS管的稳定电压源电路主要是图1所示电路结构，N1是耗尽型NMOS管，N2是增强型NMOS管，N2管的栅极作为输出端，可以产生稳定的电压输出。但对MOS器件而言，最主要的两个温度特性参数是阈值电压Vth和迁移率。阈值电压具有线性的负温度特性，迁移率具有指数形式的负温度系数，因此迁移率的温度特性往往不能完全抵消。图1中输出电压V_ref可由下式表示：

Vref=VT2+μ1W1L1μ2W2L2·VT1]]>

由上式可以看出，图1所示传统的耗尽型MOS管稳定电压源电路的输出V_ref与器件阈值电压、迁移率和宽长比三者有关，都是确定值，因而输出电压值是一个稳定值；但图1结构的输出V_ref的温度系数与阈值电压和迁移率两者有关，第一项具有线性温度系数，而第二项的温度系数则是非线性的，因此只能在某个温度点获得零温度系数，而不能在整个工作温度范围内将温度系数完全抵消。

发明内容

对于一个稳定的电压源电路而言，不仅仅要求具有很好的电压特性，还要求在工作温度范围内具有很好的温度特性，理想的温度补偿是在整个工作温度范围内，温度系数都能很好的抵消。本发明提供了一种耗尽型MOS管稳定电压源电路，电路结构中包含耗尽型NMOS管、耗尽型PMOS管和电阻三种元器件，利用耗尽型NMOS管和PMOS管阈值电压的线性温度系数特性进行温度的补偿，完全抵消了迁移率带来的非线性温度系数，获得低温漂的电压源。

根据上述发明思想，本发明稳定电压源电路设计的技术方案是：一种耗尽型MOS管稳定电压源电路，其特征是电路中设有耗尽型NMOS管及耗尽型PMOS管，以及用来产生与耗尽型NMOS管阈值电压相关的正温度系数电压的第一正温度系数电压产生电路、用来产生与耗尽型PMOS管阈值电压相关的正温度系数电压的第二正温度系数电压产生电路以及将第一、第二正温度系数电压产生电路产生的两个具有正温度系数的电压值相减，通过稳定电压源产生电路获得低温漂稳定电压源。

所述的第一正温度系数电压产生电路由两个耗尽型NMOS管和两个电阻连接构成，其中NMOS管M1的栅极与源极以及NMOS管M2的漏极相连，NMOS管M1的漏极与供电电源VDD相连，NMOS管M2的源极与公共地相连，电阻R1的两端分别与NMOS管M1和M2的栅极相接，电阻R2的一端接于NMOS管M2的栅极，另一端与公共地相接；

所述的第二正温度系数电压产生电路由两个耗尽型PMOS管连接构成，其中耗尽型PMOS管M3的源极与漏极相连于供电电源VDD，耗尽型PMOS管M4的源极与PMOS管M3的漏极相连，PMOS管M4的漏极与公共地相连；

所述的稳定电压源产生电路含耗尽型PMOS管M4，来自于第二负温度系数电压产生电路中耗尽型NMOS管M4，其栅极与第一正温度系数电压产生电路中NMOS管M1的源极相连，其源极是稳定电压源输出端。

本发明的优点及有益效果：本发明的耗尽型MOS管稳定电压源电路在很多方面优于目前常用的稳定电压源电路。

(1)电路采用CMOS技术，CMOS本身具有开关速度快、功耗低等特点，而且制备工艺简单。

(2)电路中仅仅包含耗尽型MOS管和电阻，结构简单，易于实现，在获得相同性能的情况下，可以大大减少成本。