[实用新型]消除体效应的带隙基准源

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路设计领域，具体涉及一种消除体效应的带隙基准源。

背景技术

在模拟集成电路和混合集成电路设计领域，基准电压源是非常重要的模块，常用在模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、DC-DC转换器以及功率放大器等电路系统中，它的作用是为系统提供一个不随温度及电源电压变化的电压基准。

自带隙基准电压源架构被提出以来，由于其优越的性能，带隙基准电压源被广泛应用于很多系统之中，且针对该种架构提出了很多改进方案。但随着集成电路系统集成度的不断增大，低电压与低功耗变得越来越重要。然而，带隙基准电压源由于需要大的电流而造成功耗较大，并且在设计过程中需要使用电阻、二极管或者BJT晶体管来产生PTAT电压，所以该器件均需要大的芯片面积。为了能使节能应用器件的其余电路兼容，带隙基准电压源就要使用标准CMOS工艺，避免使用MOS管以外的器件。但是，后来提出的CMOS基准电压源电路由于使用饱和区的CMOS，使得功耗过大，或者由于存在衬底调节效应，使得性能欠佳。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有基准电压源性能欠佳的不足，提供一种消除体效应的带隙基准源，其能够工作在亚阈值区。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

消除体效应的带隙基准源，包括启动电路，纳安基准电流产生电路，温度补偿电路、第一电流镜、第二电流镜和第三电流镜；

启动电路经第一电流镜连接到纳安基准电流产生电路；在基准电压源开启时提供电流，使得基准电压源摆脱简并偏置点；

温度补偿电路连接基准电压源，并分别与第一电流镜、第二电流镜和第三电流镜相连；利用MOS的栅源电压具有负温度系数与MOS管的栅源电压差具有正温度系数的特性进行相互调节，得到一个零温漂的参考电压；

第一电流镜连接启动电路、温度补偿电路、纳安基准电流产生电路、第二电流镜和第三电流镜；第二电流镜连接温度补偿电路、纳安基准电流产生电路和第一电流镜；第三电流镜连接温度补偿电路、纳安基准电流产生电路和第一电流镜；3个电流镜复制基准电流，为温度补偿电路提供电流偏置；

纳安量级基准电流产生电路分别连接第一电流镜、第二电流镜和第三电流镜，利用工作在亚阈值区MOS工作特性，产生纳安量级的基准电流，采用共源共栅电流镜，抑制电源噪声，采用源极耦合差分对消除体效应的影响，为电流镜提供基准电流。

上述方案中，启动电路包括第三十四MOS管、第三十五MOS管、第三十六MOS管、第三十七MOS管和电容Cq。第三十七MOS管的栅极、电容Cq的下极板和第三十六MOS管的源极连接到地GND；第三十七MOS管的源极和第三十五MOS管的源极连接到电源VDD；第三十七MOS管的漏极、第三十四MOS管的栅极、第三十五MOS管的栅极、第三十六MOS管的栅极和电容Cq的上极板连接；第三十五MOS管的漏极、第三十六MOS管的漏极和第三十四MOS管的源极连接；第三十四MOS管的漏极连接到第一电流镜。

上述方案中，纳安量级基准电流产生电路包括第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第八MOS管和第九MOS管。第八MOS管的源极和第九MOS管的源极连接到电源VDD；第三MOS管的栅极和漏极与第八MOS管的栅极相连，并连接到第一电流镜；第八MOS管的漏极、第三MOS管的源极和第四MOS管的源极相连，并连接到第二电流镜；第四MOS管的漏极连接到第一电流镜；第四MOS管的栅极、第五MOS管的栅极和第五MOS管的漏极连接到第一电流镜；第五MOS管的源极、第六MOS管的源极和第九MOS管的漏极连接到第三电流镜；第六MOS管的栅极和漏极与第九MOS管的栅极相连，并连接到第一电流镜。

上述方案中，温度补偿电路包括：第一MOS管、第二MOS管、第七MOS管和电容C。第一MOS管的漏极、第一MOS管的栅极和电容C的上极板相连，并连接到基准电压源和第二电流镜；第一MOS的源极、第二MOS管的源极和第七MOS管的漏极相连，并连接到第一电流镜；第二MOS管的漏极和栅极连接，并连接到第七MOS管的栅极和第三电流镜；第七MOS管的源极和电容下极板连接到地GND。