[发明专利]一种单运放自偏置的共源共栅带隙基准电路

说明书

本发明提供一种单运放自偏置的共源共栅带隙基准电路，包括以下：启动电路、自偏置电流源、单级运算放大器和带隙基准源核心电路；所述启动电路与所述自偏置电流源电性连接；所述自偏置电流源与所述单机运算放大器电性连接；所述单机运算放大器与所述带隙基准源核心电路电性连接；所述启动电路用于消除简并点；所述自偏置电流源用于为所述带隙基准源核心电路提供共自偏置电流；本发明的有益效果是：设计版图面积小，制造成本低，稳定性高、功耗低。

技术领域

本发明涉及电子电路领域，尤其涉及一种单运放自偏置的共源共栅带隙基准电路。

背景技术

带隙基准源广泛的应用于各种模拟、数模混合信号和电源管理等集成电路中，其目的就是建立一个与电源电压、温度和工艺无关的直流电压或电流。带隙基准源的设计优劣直接影响芯片电路乃至整个系统的性能，如数据转换器、比较器和误差放大器等电路均需要带隙基准源提供精确稳定的带隙基准电压以及带隙基准电流。因此带隙基准源的设计在整个电路系统中占据重要的位置，提高带隙基准源的性能有助于提高电路系统工作的稳定性和可靠性。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的不足，提供一种单运放自偏置的共源共栅带隙基准电路，采用了单级运算放大器即完成了Vx,Vy误差信号的放大功能；设计了自偏置电流源电路，利用运算放大器的输出信号对电流进行偏置。此外，还设计了简单有效的启动电路，消除了简并点。

所述一种单运放自偏置的共源共栅带隙基准电路，具体包括：

启动电路、自偏置电流源、单级运算放大器和带隙基准源核心电路；所述启动电路与所述自偏置电流源电性连接；所述自偏置电流源与所述带隙基准源核心电路电性连接；所述单级运算放大器与所述带隙基准源核心电路电性连接；所述启动电路用于消除简并点；所述自偏置电流源用于为单级运算放大器和带隙基准源核心电路提供电流镜像；所述单级运算放大器用于误差信号的放大；所述带隙基准源核心电路用于产生与温度弱相关的带隙基准电压；整个电路工作原理为：所述启动电路消除简并点，使电路正常启动；电路启动后，所述自偏置电流源为所述带隙基准源核心电路和所述单级运算放大器提供电流镜像；所述带隙基准源核心电路产生Vref；所述单级运算放大器通过电压误差放大进行电流反馈控制；

所述启动电路与Mb2、Mb3构成电流通路，用于消除简并点；所述自偏置电流源用于为单级运算放大器和带隙基准源核心电路提供电流镜像；所述单级运算放大器用于Vx和Vy误差信号放大，并根据该误差信号调节Mb1、Mr3、Mr4、Mr5的栅极电压，从而反馈控制带隙基准源核心电路的电流大小；所述带隙基准源核心电路用于产生与温度弱相关的带隙基准电压Vref。

进一步地，所述启动电路包括MOS管Ms1、Ms2、Ms3和Ms4；所述Ms1的栅极与Ms2的源极电性连接；Ms1的源极与所述自偏置电流源电性连接；Ms1的漏极与Ms1的栅极电性连接；所述Ms2的栅极与Ms3的源极电性连接；Ms2的漏极与Ms2栅极电性连接；所述Ms3的栅极与Ms4的源极电性连接；Ms3的漏极与Ms3的栅极电性连接；所述Ms4的栅极与所述自偏置电流源电性连接；Ms4的漏极与Ms4的栅极电性连接；

所述启动电路工作原理为：Ms1～Ms4和Mb2、Mb3均为二极管连接方式，使得6个MOS管能够在VDD与GND之间形成电流通路，消除简并点，使电路能够正常启动。

进一步地，所述自偏置电流源包括MOS管Mb1、Mb2、Mb3；所述Mb1的源极和Ms1的源极电性连接；Mb1的栅极与所述带隙基准源核心电路电性连接；Mb1的漏极与Mb2的源极电性连接；Mb2的源极还与Ms4的栅极电性连接；Mb2的栅极与Mb2的漏极电性连接；Mb2的漏极与Mb3的栅极和Mb3的漏极电性连接；Mb3的源极接地；

所述自偏置电流源工作原理为：所述启动电路形成电流通路后，M0产生镜像电流，使得所述单级运算放大器进入工作状态，其输出信号OUT连接到Mb1栅极，最终使Mb1、Mb2形成新的电流通路，产生自偏置电流。