[发明专利]数模混合电路的带隙基准源

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术，尤其涉及数模混合电路(芯片)及其附属电路。

背景技术

目前，数模混合电路得到越来越广泛的应用。由于同时存在数字电路和模拟电路，设计时必须考虑多方面的因素，兹举例如下：

其一是接地要合理。在数模混合电路中，数字信号是模拟信号的一种噪声源，它会给整个电路带来地弹噪声和电源扰动。这些噪声和干扰耦合到模拟电路中，会影响模拟电路的工作性能。由于干扰源大部分通过地线和电源线产生，并且地线引起的噪声干扰最大，所以在数模混合电路布局中，对地线和电源线的设计非常重要。但传统的数模混合电路设计中，功能模块之间物理隔离不够，模拟地和数字地未能有效地分离，其电源设计没有充分考虑到模拟电路和数字电路的特点，由此造成地线和电源线上产生干扰源，直接影响模拟电路的工作性能。

其二是基准源要有较好的精确度与稳定性。基准源与广泛应用于各种模拟集成电路、数模混合信号集成电路和系统集成芯片中，其精度和稳定性直接决定整个系统的精度。在模/数转换器(ADC)、数/模转换器(DAC)、动态存储器(DRAM)等集成电路设计中，低温度系数、高电源抑制比(PSRR)的基准源设计十分关键。带隙基准源就是一种较为稳定的基准源，它将负温度系数的电压与正温度系数的电压加权相加，由此抵消温度对输出电压的影响。传统的带隙基准源需要采用运算放大器形成的反馈环路实现电压基准源的稳定输出，由于运算放大器自身带宽、增益的限制，使得电源电压的波动在一定带宽范围内(尤其时中频段)无法得到很好的抑制，由此影响基准电压源的输出信号质量。此外，传统的带隙基准电路中，输出电压VBE约为1.25V，这就限制了电源电压在1V以下的应用。随后改进的增强型带隙基准源电路结构，采用前置电压源单独给带隙基准源供电，使得电源电压抑制比得到一定的提高，但是改进之后的电路结构，增加了静态功耗与芯片面积。

此外，现有数模混合电路还存在其它方面的不足，其有待于优化设计以改善性能。有鉴于此，有必要设计一种新的数模混合电路(芯片)及其附属电路。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供数模混合电路(芯片)及其附属电路，以便至少能在降低电源线及地线干扰、实现高电源电压抑制比、提高工作稳定性或优化负载调整率中的某一个方面改善性能。

为解决以上技术问题，本发明提供一种数模混合电路的带隙基准源，该数模混合电路包括集成在PCB上的电源电路部分、模拟电路部分和数字电路部分；该数字电路和该模拟电路物理隔离，且该模拟电路地和该数字电路地分割在不同区域的地层；该数模混合电路基准源包括电源切换模块、带隙基准源及低压差线性稳压源；该带隙基准源配置有电源切换模块及低压差线性稳压源，该电源切换模块一输入端接入外部电源，输出端接带隙基准源输入端，带隙基准源输出端接低压差线性稳压源输入端，低压差线性稳压源输出端反馈接入电源切换模块另一输入端；带隙基准源和低压差线性稳压源可分别向电源切换模块提供使能信号，用以电源切换模块在逻辑判断后切换供电模式，给带隙基准源提供外部电源电压或低压差线性稳压源电压，该带隙基准源包括MOS管M18、MOS管M19、三极管Q1、三级管Q2、放大器IC及电阻R2、电阻R3、电阻R4；MOS管M18的源极与MOS管M19的源极共同接至电源，MOS管M18的栅极与MOS管M19的栅极共同接放大器IC的输出端，MOS管M18的漏极通过电阻R2接放大器IC的一输入端，MOS管M19的漏极通过电阻R3接放大器IC另一输入端；该电阻R2接至三级管Q1的集电极，该三级管Q1的集电极与该三级管Q1的基极连接，该三级管Q1的发射极接地；该电阻R3通过电阻R4接至三级管Q2的集电极，该三级管Q2的集电极与该三级管Q2的基极连接，该三级管Q2的发射极接地。

与现有技术相比，本发明可以至少可以取得以下某一个方面的优点：

1、合理布局模拟电路、数字电路及电源电路区域，各区域之间接地线分开，降低地线和电源线干扰，较大改善电路板的电路特性；

2、通过较为简单的电源模式切换电路，可实现高电源电压抑制比带隙基准的设计，由此满足低功耗、高电源电压抑制比的设计需求；

3、在带隙基准源基础上增加自启动电路单元及放大电路单元，使带隙基准源可以自动进入正常工作状态并增加其稳定性；

4、针对低压差线性稳压器结构增加带宽的电路单元，优化了负载调整率，可满足较大负载电容下输出电压稳定的要求。

附图说明