[发明专利]低压、低温度系数基准源电路

说明书

技术领域

本发明涉及模拟集成电路领域，特别是指一种具有低温度系数的低压基准源电路。

背景技术

基准电压源作为模拟集成电路的关键电路单元，广泛应用于高精度比较器、A／D和D／A转换器、动态随机存取存储器等集成电路中。

在便携式设备广泛使用的今天，低电源电压和低功耗已经成为模拟电路设计的主要主题之一。其中电压基准源是模拟电路设计中的关键模块，一般要求低电源电压敏感性，低温度漂移特性。传统的基准源电路都是基于带隙基准，利用标准CMOS工艺中的垂直PNP管，但输出电压一般为1.2V左右。利用NMOS晶体管（N-channel Metal Oxide Semiconductor FET，N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管）的△V_GS的负温度系数乘上权重，与PMOS晶体管（P-channel Metal Oxide Semiconductor FET，P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管）的△V_GS的负温度系数相减，得到与温度无关的基准电压是一种设计方法，但是由于MOS管的阈值电压具有很大的非线性，故该基准输出的温度系数一般大于30ppm/℃，只属于一阶温度补偿技术。目前的技术方案在电路结构、功耗和温度系数等方面不能很好的满足性能要求，特别是在低电源电压的要求下实现一个低温度系数的基准电压源还存在很大困难，所以有必要采取一种新的电路结构来实现低温度系数的基准电压源。

发明内容

本发明要解决的技术问题是低压、低温度系数基准源电路，能够在满足低输出电压的前提下具有良好的温度特性。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种低压、低温度系数基准源电路，包括：

与温度无关的电流产生电路，衬底偏置电路和基准电压产生电路，其中：

所述与温度无关的电流产生电路用于产生低温度系数的电流，为基准源的输出级提供电流；

所述衬底偏置电路用于产生衬底偏置电压，对与温度无关的电流产生电路进行温度补偿；

所述基准电压产生电路用于产生与温度无关的基准电压。

其中，所述与温度无关的电流产生电路包括：

第一NMOS晶体管MN1、第二NMOS晶体管MN2、第一PMOS晶体管MP1、第二PMOS晶体管MP2和第一电阻R1，其中，

所述第一NMOS晶体管MN1的源极、所述第一NMOS晶体管MN1的衬底和所述第二NMOS晶体管MN2的源极接地GND；

所述第二NMOS晶体管MN2的衬底接所述衬底偏置电路；

所述第一NMOS晶体管MN1的栅极和所述第一PMOS晶体管MP1的漏极接所述第一电阻R1的正极；

所述第二NMOS晶体管MN2的栅极和所述第一NMOS晶体管MN1的漏极接所述第一电阻R1的负极；

所述第二NMOS晶体管MN2的漏极接所述第二PMOS晶体管MP2的漏极；

所述第一PMOS晶体管MP1的源极和所述第二PMOS晶体管MP2的源极接电源电压VDD；

所述第一PMOS晶体管MP1的衬底和所述第二PMOS晶体管MP2的衬底接电源电压VDD；

所述第一PMOS晶体管MP1的栅极接所述第二PMOS晶体管MP2的栅极，所述第二PMOS晶体管MP2的栅极与所述第二PMOS晶体管MP2的漏极短接；

所述第一电阻R1的电流I1作为所述基准电压产生电路的电流。

其中，所述衬底偏置电路包括：

第三NMOS晶体管MN3和第三PMOS晶体管MP3，其中，

所述第三NMOS晶体管MN3的源极和衬底接地GND；

所述第三NMOS晶体管MN3的栅极和漏极短接并接所述第二NMOS晶体管MN2的衬底和所述第三PMOS晶体管MP3的漏极；

所述第三PMOS晶体管MP3的源极和衬底接电源电压VDD；

所述第三PMOS晶体管MP3的栅极接所述第一PMOS晶体管（MP1和所述第二PMOS晶体管MP2的栅极；

所述第三NMOS晶体管MN3的栅极为所述第二NMOS晶体管MN2的衬底提供偏置电压。

其中，所述与温度无关的电流产生电路还包括：基准源的启动电路，所述基准源的启动电路包括：

第四PMOS晶体管MS1、第四NMOS晶体管MS2和第五NMOS晶体管MS3，其中，