[发明专利]基准电压发生器和相应的集成电路

说明书

技术领域

本发明的各实施方式总体上涉及互补金属氧化物半导体(CMOS)高电压低功耗集成电路，并且更具体地涉及用于高电压低功耗集成电路的基准电压发生器和相应的集成电路。

背景技术

基准电压发生器是用于在高电压集成电路中生成粗略基准电压的基本块。如图1中所示，传统的基准电压发生器的结构是用齐纳管(zener)与限流电阻器(Rlim)进行串联，从而产生基准电压(VZ)，其中电源电压(VDDH)为输入电压。

然而，在图1中所示的基准电压发生器中，当输入电压增加时非常难以实现低功耗。而且当输入电压发生变化时，基准电压发生器中的电流会在巨大范围内变化，其中输入电压的变化范围越大，电流的变化范围也会越大。

根据齐纳管的特性，其电流需要大于其最小击穿电流(Imin)，才能保证其输出稳定的基准电压。参照图1所示，可以得到以下公式：

Imin＝(VDDHmin-VZ)/Rlim；以及

Imax＝(VDDHmax-VZ)/Rlim。

其中Imin如上所述为基准电压发生器中需要满足的最小击穿电流，Imax是基准电压发生器中的最大电流，VDDHmin是基准电压发生器的最小输入电压，VDDHmax是基准电压发生器的最大输入电压，VZ是基准电压发生器所实现的基准电压，Rlim是限流电阻器的电阻。

以输入电压在7V至18V之间变化、需要实现的VZ为6V并且Imin为10μA为例，通过上述公式可以计算出，需要在图1中的基准电压发生器中使用的Rlim为100kΩ，因而Imax为120μA。由此可知，图1中的基准电压发生器中最大电流Imax与最小击穿电流Imin的比例为120μA/10μA＝1200％，即其中最大电流Imax是最小击穿电流Imin的12倍。上述输入电压在7V至18V之间仅为举例，目前的高压工艺可以使得输入电压高达100V，从而使得基准电压发生器中的最大电流Imax与最小击穿电流Imin的比例可能远大于上述12倍，从而对高电压低功耗集成电路的正常使用造成严重的不良影响。

由此可知，传统的基准电压发生器存在当输入电压变化大时基准电压发生器中的电流变化范围过大的缺点。

发明内容

本发明的示例性实施方式涉及用于高电压低功耗集成电路的基准电压发生器。

在本发明的一个实施方式中，提供了一种基准电压发生器，包括：电流镜，连接在输入电压与地之间，包括源电流支路和镜像电流支路；电阻性元件，串联连接在该源电流支路中；以及稳压元件，串联连接在该镜像电流支路中，其中该镜像电流支路中产生的镜像电流可操作以满足该稳压元件的工作电流要求，该稳压元件的一端作为基准电压输出端。

在一个实施方式中，电流镜包括连接在该源电流支路中的第一晶体管和连接在该镜像电流支路中的第二晶体管。

在一个实施方式中，该第一晶体管和该第二晶体管均是PMOS管，第一PMOS管的源极和第二PMOS管的源极连接到该输入电压，该第一PMOS管的栅极和该第二PMOS管的栅极连接在一起，该第一PMOS管的栅极和漏极相连接，该电阻性元件的一端连接到该第一PMOS管的漏极并且该电阻性元件的另一端接地，该稳压元件的一端连接到该第二PMOS管的漏极并且该稳压元件的另一端接地。

在一个实施方式中，该第二PMOS管的宽度是该第一PMOS管的宽度的1至10倍。

在一个实施方式中，该电阻性元件包括一个电阻或一个NMOS管。

在一个实施方式中，该稳压元件包括一个齐纳管或者一个二极管。

在一个实施方式中，该基准电压发生器还包括一个放大电路，该放大电路的一个输入端与该稳压元件的该一端连接，该放大电路的输出端作为该基准电压输出端。

在一个实施方式中，该输入电压是7V至100V中的任一预定值。

在一个实施方式中，还提供了一种集成电路，它包括根据前述的基准电压发生器。

本发明的实施方式具有以下优点，即本发明的实施方式提供了用于高电压低功耗集成电路的低功耗基准电压发生器，对于具有较大变化范围的输入电压的应用提供了更小变化范围的电流以及更低的功率消耗，从而有助于高电压低功耗集成电路的运作，尤其是在待机时需要较小电流的应用中具有优势。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施方式的特征、优点及其他方面将变得更加明显，在此以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式。在附图中：

图1为根据现有技术的传统的基准电压发生器的电路图；以及