[发明专利]低噪声CMOS集成参考电压产生电路

说明书

技术领域

本发明涉及模拟集成电路设计领域，尤其涉及一种低噪声CMOS集成参考电压产生电路。

背景技术

参考电压电路是模拟信号处理中一个非常重要的模块，广泛用于各种模拟集成电路和模拟/混合信号集成电路中，包括数据转换器、开关电容电路、微机电系统（MEMS）读出电路等都需要稳定的参考电压。参考电压电路通常由带隙基准源和低压差稳压器组成，可以实现相对于工艺、电压、温度稳定的参考电压。

在高精度数据转换器、精密测量等领域，需要一个或几个低噪声的参考电压源。特别地，在高动态范围MEMS加速度计中，读出电路（ASIC）需要提供一对低噪声、对称的参考电压，用来实现精确的电容/电压（C/V）转换。目前成功的商业高动态范围MEMS加速度计中实现这对低噪声参考电压的方法是采用双极型晶体管进行设计，由于双极型晶体管天然地具有很低的噪声，特别适合用来实现低噪声参考电压源。而在金属氧化物半导体（MOS）晶体管中，栅氧化层和硅界面处的悬空键随机地捕获和释放载流子，引入了很大的噪声，这使得采用CMOS工艺很难制造适用的参考电压源。

MEMS加速度传感器的有效带宽约为10Hz～250Hz，如采用CMOS工艺进行参考电压源设计，这个频带中噪声非常大，很难实现高动态范围，并且用于MEMS加速度传感器的是一对对称参考电压。所以，目前CMOS工艺下并没有能够应用于MEMS加速度传感器的参考电压产生电路。

因此，如何用低成本的CMOS工艺设计产生一对对称的低噪声参考电压电路，是一个重要的工程技术问题。

发明内容

本发明的目的是利用CMOS工艺及斩波稳定技术设计参考电压产生电路，从而为MEMS加速度传感器提供一对对称并且低噪声的参考电压。

为实现上述目的，本发明提供了一种低噪声CMOS集成参考电压产生电路。该电路包括：

低噪声带隙基准源产生电路，包括一个斩波放大器，所述低噪声带隙基准源产生电路用于产生低噪声带隙基准源；

正参考电压产生电路，包括一个由斩波放大器，MOS管及电阻构成的负反馈电路，所述正参考电压产生电路用于从所述带低噪声隙基准源产生正参考电压；

负参考电压产生电路，包括一个由斩波放大器，MOS管，电流源及电阻构成的负反馈电路，所述负参考电压产生电路用于从所述正参考电压产生与所述正参考电压对称的负参考电压。

进一步的，在所述低噪声带隙基准源产生电路之后，正参考电压产生电路之前，还包括：启动电路，用于使所述低噪声带隙基准源产生电路产生的带隙基准源工作在正常工作点。

进一步的，所述低噪声带隙基准电源产生电路包括：一个由斩波放大器，MOS管，电阻及BJT管形成的负反馈电路。

进一步的，所述正参考电压产生电路，具体为：斩波放大器的同相输入端连接到所述带隙基准源产生电路的经过滤波后的输出，斩波放大器的反相输入端连接第一电阻和第二电阻之间的端点，第一电阻的另一端接地，第二电阻的另一端连接MOS管的漏极，MOS管的栅极连接斩波放大器的输出端MOS管的源级接电源；其中，MOS管漏极与第二电阻的连接点为所述正参考电压产生电路的输出。

进一步的，所述负参考电压产生电路，具体为：第三电阻的一端连接到所述正参考电压产生电路的经过滤波后的输出，第三电阻的另一端连接到斩波放大器的反相输入端和第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接到电流源的一端和MOS管的漏极，电流源的另一端连电源，MOS管的栅极连接到斩波放大器的输出，MOS管的源级接地，斩波放大器的同相输入端也接地；其中，电流源与第四电阻的连接点为所述正参考电压产生电路的输出。

本发明提供该低噪声CMOS集成参考电压产生电路采用CMOS工艺，与主流的集成电路工艺兼容，能够有效地降低成本。并且在电路布局中采用斩波技术产生一对低噪声且对称性良好的参考电压。

附图说明

图1为本发明实施例的低噪声CMOS集成参考电压产生电路。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明实施例的低噪声CMOS集成参考电压产生电路。

如图1所示，本实施例中的低噪声CMOS集成参考电压产生电路包括：低噪声带隙基准源产生电路（BANDGAP）、启动电路（START UP）、正参考电压产生电路（LDOP）和负参考电压产生电路（LDON）。