[发明专利]一种双关断的零功耗启动电路及其工作方法

说明书

一种双关断的零功耗启动电路及其工作方法，启动电路包括：第一MOS管，第二MOS管，第三MOS管，第四MOS管，第五MOS管和电容；偏置电路进入正常工作状态后，衬偏效应使得第五MOS管阈值电压增大引起第五MOS管截止，同时，第三MOS管的栅极电压增大使得第三MOS管从饱和区转换到亚阈值区，第三MOS管截止，启动电路关闭。启动电路工作总电流在nA级别，通过双支路可靠关断实现启动电路关闭，启动电路的总电流降至pA级别，静态实现零电流，最终实现零功耗；本发明提出的双关断的零功耗启动电路的电路结构简单，易于集成，特别适用于逻辑开关和存储器等的大规模集成电路。

技术领域

本发明属于偏置电流源的启动电路技术领域，具体地，涉及一种双关断的零功耗启动电路及其工作方法。

背景技术

偏置电路是模拟集成电路领域的一类应用最为广泛，最为基本的一个模块。偏置电路有两种工作状态，一种是正常工作状态，一种是零电流工作状态。启动电路可以使偏置电路摆脱零点进入正常工作状态，但是在电路正常工作后，启动电路仍然会保持在工作状态，产生不必要的功耗，这与目前低功耗系统的设计理念不符。虽然经过不断的优化，目前偏置源的启动电路静态功耗已经做到很低，但仍然无法实现零功耗。随着低功耗芯片的市场需求越来越大，实现一种零功耗的启动电路成为了低功耗芯片设计者的追求。

现有技术中，对于零功耗启动电路的设计大都采用数字电路来实现，通过数字信号直接控制启动电路的通断，在正常工作时控制开关管导通，当偏置电路启动完成控制开关管关闭。这种启动电路需要复杂的逻辑控制电路，成本较大，性能较差，且难以与模拟电路进行集成。偏置电路做为电源管理芯片的一个基本模块，现在亟需一种采用模拟方法设计的零功耗启动电路。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种双关断的零功耗启动电路及其工作方法，采用模拟方法利用MOS管的衬偏效应以及工作于亚阈值状态来实现零功耗的启动电路。

本发明采用如下的技术方案。

本发明一方面提出了一种双关断的零功耗启动电路，启动电路用于使偏置电路摆脱零点进入正常工作状态；

启动电路包括：第一MOS管，第二MOS管，第三MOS管，第四MOS管，第五MOS管，电容；其中，第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管均栅漏短接为MOS Diode结构；

第一MOS管的源极和衬底均连接供电电压VDD，第一MOS管的漏极连接第二MOS管的漏极；

第二MOS管的源极连接第三MOS管的源极和第五MOS管的栅极，第二MOS管的衬底接地；

第三MOS管的栅极连接第五MOS管的源极，第三MOS管的漏极连接第四MOS管的漏极，第三MOS管的衬底连接第五MOS管的栅极；

第四MOS管的源极接地，第四MOS管的衬底接地；

第五MOS管的源极连接电容的一端，第五MOS管的衬底接地；

电容的另一端接地；

偏置电路进入正常工作状态后，衬偏效应使得第五MOS管阈值电压增大引起第五MOS管截止，同时，第三MOS管的栅极电压增大使得第三MOS管从饱和区转换到亚阈值区，第三MOS管截止，启动电路关闭。

偏置电路包括：第六MOS管，第七MOS管，第八MOS管，第九MOS管，第十MOS管，第十一MOS管，第一电阻，第二电阻；

第六MOS管的源极和第七MOS管的源极均连接供电电压VDD，第六MOS管的栅极和第七MOS管的栅极均连接第九MOS管的漏极；第六MOS管的衬底和第七MOS管的衬底均连接供电电压VDD；