[发明专利]基于MOSFET的ZTC工作点的电压基准电路

说明书

本发明公开了基于MOSFET的ZTC工作点的电压基准电路，涉及集成电路技术领域，包括启动电路、偏置电路、运放电路、ZTC核心电路和输出电路，启动电路连接运放电路和核心电路，偏置电路与运放电路、核心电路和输出电路依次相连；启动电路作用于核心电路使其摆脱零工作点；偏置电路产生不随电源变化的稳定偏置电压；运放电路与核心电路形成负反馈电路，使得核心电路的MOSFET管工作在ZTC工作点从而产生ZTC电流；输出电路通过电流镜将ZTC电流作用于第四电阻上，从而在第四电阻的第一端获得基准电压。采用MOSFET管代替传统带隙的多个三极管，不仅电路结构简单，还能获得低于传统带隙温度系数输出的基准电压。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其是基于MOSFET的ZTC工作点的电压基准电路。

背景技术

带隙基准是集成电路的一个重要门类，也可以作为集成电路中的一个模块。对带隙基准的基本要求是输出电压随集成电路制造工艺、温度、电源电压等因素的变化而变化的幅度尽可能小。

传统带隙基准利用了具有正温度系数的热电压和具有负温度系数的二极管正偏导通压降，将两者综合产生具有零温度系数(Zero Temperature Coefficient，ZTC)的输出电压。这种方式由于负温度系数来源中具有高阶温度项，因此得到的输出电压温度系数一般并不是非常低。而且电路结构较为复杂，需要用到多个三极管，通常核心电路部分为九个以上三极管，因此芯片占用面积也较大。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了基于MOSFET的ZTC工作点的电压基准电路，本申请采用MOSFET管代替传统带隙中用于产生正、负温度系数的多个三极管，不仅电路结构简单，还能获得低于传统带隙温度系数输出的基准电压。

本发明的技术方案如下：

基于MOSFET的ZTC工作点的电压基准电路，包括启动电路、偏置电路、运放电路、ZTC核心电路和输出电路，启动电路连接运放电路和ZTC核心电路，偏置电路与运放电路、ZTC核心电路和输出电路依次相连；

ZTC核心电路包括两个MOS管、第一电阻和MOSFET管，第一MOS管的源极和第二MOS管的源极连接电源，第一MOS管的漏极通过第一电阻接地，第一MOS管和第一电阻的共端还连接启动电路，第二MOS管的漏极分别连接MOSFET管的漏极和运放电路构成的运放反相输入端，第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极相连，且栅极共端分别连接运放电路构成的运放输出端和输出电路，MOSFET管的栅极连接MOSFET管的漏极，MOSFET管的源极接地；通过调节第一电阻阻值使MOSFET管工作在ZTC工作点从而产生ZTC电流。

其进一步的技术方案为，启动电路包括第三MOS管、第四MOS管和电容，第三MOS管的源极连接电源、漏极分别连接第四MOS管的栅极和电容的一端，第三MOS管的栅极和电容的另一端均接地，第四MOS管的源极连接第一MOS管和第二MOS管的栅极共端、漏极分别连接第一MOS管和第一电阻的共端以及运放电路构成的运放同相输入端；当电压基准电路上电时，启动电路作用于ZTC核心电路使其摆脱零工作点。

其进一步的技术方案为，偏置电路包括五个MOS管、第二电阻、第三电阻和第一三极管，第五MOS管的源极、第六MOS管的源极和第九MOS管的源极均连接电源，第五MOS管的漏极连接第七MOS管的漏极，第六MOS管的漏极连接第八MOS管的漏极，第七MOS管的源极通过第二电阻接地，第八MOS管的源极连接第一三极管的发射极，第五MOS管的栅极和第六MOS管的栅极相连，且相连共端分别连接第五MOS管和第七MOS管的共端以及第九MOS管的栅极，第七MOS管的栅极和第八MOS管的栅极相连，且相连共端连接第六MOS管和第八MOS管的共端，第一三极管的基级和集电极均接地，第九MOS管的漏极分别连接第三电阻的一端和运放电路，第三电阻的另一端接地；偏置电路用于产生不随电源变化的稳定偏置电压，为后续运放电路的正常工作提供稳定偏置电压。