[发明专利]一种零温度系数偏置点的基准电压源

说明书

本发明公开了一种零温度系数偏置点的基准电压源，包括电流源产生电路、运算放大器电路和基准产生电路。通过电流产生模块产生运放所需的与温度工艺无关的偏置电流，运放通过输出电压将NMOS管偏置在零温度系数点，使其产生一个与温度无关的栅源电压，此电压便是最终的基准电压。本发明能够简化电路结构，提高电路工作频率，降低基准电压温度系数，使得基准电压在很宽的温度范围内保持稳定的输出，适用于大多数需要基准电压源的模拟和数字电路中。

技术领域

本发明属于电子技术领域，更进一步涉及模拟集成电路技术领域中的一种零温度系数偏置点ZTC(Zero Temperature Coefficient)的基准电压源。本发明可以为低压低温漂模拟电路和数模混合电路提供基准电压，具体可用于为振荡器、 LDO、ADC/DAC等模块提供稳定可靠的基准电压。

背景技术

集成电路工艺飞速发展，在集成电路设计中，基准电压源是一个关键模块，并被广泛应用于模拟电路、数字电路以及模数混合电路中。传统基准电压源通常采用“带隙”技术，结构上离不开大面积的电阻、运放及双极型晶体管，而且电路结构复杂，功耗和温漂都较高，占用芯片面积较大。为了满足基准电压源的高稳定性要求，基准电压源必须具有低温度系数。

电子科技大学在其拥有的专利技术“一种基于两种阈值电压MOS器件的带隙基准电路”(专利号ZL 201710440384.5，授权公告号CN 102495661 B)中公开了一种基于两种阈值电压MOS器件的带隙基准电压电路。该电路包括负温度系数电流源电路启动电路，与温度成负比例关系的电流源电路，基准电压输出电路，正温度系数电流源电路的启动电路，与温度成正比例关系的电流源电路和偏置电路共6个子电路。负温度系数电流源电路的启动电路，用于启动与温度成负比例关系的电流源电路；与温度成负比例关系的电流源电路，用于产生与温度成负比例关系的电流；基准电压输出电路，用于输出带有零温度特性的基准电压；与温度成正比例关系的电流源电路，用于产生与温度成正比例关系的电流；偏置电路，用于为电流镜电路的共源共栅管提供偏置电压；正温度系数电流源电路的启动电路，用于启动与温度成正比例关系的电流源电路。该基准电压电路虽然实现了基准电压的二阶补偿，但是，该专利技术仍然存在的不足之处是，由于该电路使用额外的正负温度电流补偿电路，从而增加电路的功率消耗。

丹阳恒芯电子有限公司在其申请的专利文献“超低功耗全CMOS基准电路系统”(专利号ZL 201711016255.7，申请公开号CN 107943196 A)中公开了一种超低功耗全CMOS基准电压电路。该基准电压电路包括启动电路，微电流产生电路，运算放大电路和核心基准电压电路。启动电路，用于驱动所述基准电压电路；微电流产生电路，为所述基准电压电路的运算放大电路提供工作电流，其核心是MOS 管工作在亚阈值区；运算放大电路，工作在亚阈值区，最大程度减小因电流变化对电路产生的影响；核心基准电压电路，产生核心的基准电流和基准电压。该方法虽然能够通过将多个MOS管偏置在亚阈值区得到低温度系数的基准电压，但是，该基准电压电路仍然存在的不足之处在于，将MOS管偏置在亚阈值区域会使电路的响应速度变慢，从而降低电路的工作频率，增大基准电压的温度系数，使得当温度发生变化时基准电压的变化比较明显。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种零温度系数偏置点的基准电压源，用于解决问题。

实现本发明目的的具体思路是，应用偏置电路将NMOS管偏置在零温度系数点，NMOS管工作在饱和区，通过迁移率与阈值电压的补偿，实现栅源电压与温度无关，从而输出零温度系数点的电压。该电路结构简单，相对传统带隙基准而言能够产生低温漂、低功耗的基准电压。