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CN107817858A - 一种电压基准电路 - Google Patents

一种电压基准电路 Download PDF

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CN107817858A
CN107817858A CN201710970617.XA CN201710970617A CN107817858A CN 107817858 A CN107817858 A CN 107817858A CN 201710970617 A CN201710970617 A CN 201710970617A CN 107817858 A CN107817858 A CN 107817858A
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circuit
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voltage
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Inventor
祝乃儒
杨佳
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Fujian Fuxin Electronic Technology Co Ltd
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Fujian Fuxin Electronic Technology Co Ltd
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
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Abstract

本发明提供一种电压基准电路,包括隔离电路、基准生成电路,所述隔离电路的输入端与电源VDD连接,输出端与基准生成电路的输入端连接,所述基准生成电路的输出端与基准电压输出端连接。通过供电电源VDD和输出VREF的电源基准之间增加了VDD隔离电路,减小VREF生成电路的供电电源对VDD的依赖关系。达到提升电源抑制比的目的,解决基准电压电路的设计问题。

Description

一种电压基准电路
技术领域
本发明涉及基准电压源设计领域,尤其涉及一种内部集成的基准电压源。
背景技术
目前采用耗尽型NMOS管做基准电压源的电路,其技术原理图为图1所示,图1中M11是耗尽型NMOS管。M12是增强型NMOS管,M11的漏极连接一个稳定的电压源VDD,栅极和源极短接,M12的漏极和栅极短接,并连接M11的源极,作为基准电压源的输出VREF,其大小与VDD无关,与温度无关,表达式推导如下:
所以
其中,VTD小于0,S1~S2表示M11和M12的宽长比,KD表示耗尽型NMOS的迁移率,KE表示增强型NMOS的迁移率,VTD表示耗尽型NMOS型的阈值电压,VTE表示增强型NMOS的阈值电压。
由式(1)可以看出,输出电压VREF的大小仅两种类型NMOS管的阈值电压、迁移率和宽长比有关,当三者固定时,VREF被确定,因此VREF除了有良好的温度特性之外,还需要有良好的电源抑制比(PSRR,Power Supply Rejection Ratio)。
发明内容
为了实现提升电源抑制比的目的,本发明在供电电源VDD和输出VREF的电源基准之间增加了VDD隔离电路,减小VREF生成电路的供电电源对VDD的依赖关系。本发明要解决的技术问题,在于提供一种新型电压基准电路,解决基准电压电路的设计问题。
本发明是这样实现的:一种电压基准电路,包括隔离电路、基准生成电路,所述隔离电路的输入端与电源VDD连接,输出端与基准生成电路的输入端连接,所述基准生成电路的输出端与基准电压输出端连接。如图中所示的
具体地,所述隔离电路的输入端与NMOS管M1的栅极连接,M1的源极与漏极连接,M1的源极还与NMOS管M3的源极和栅极连接,M3的漏极接地;所述隔离电路的输入端还与NMOS管M5的栅极连接,M5的源极与M1的漏极连接,M5的漏极与隔离电路的输出端连接。
具体地,所述基准生成电路的输入端与NMOS管M2的栅极连接,M2的源极与漏极连接,M2的源极还与NMOS管M4的源极和栅极连接,M4的漏极接地;所述M2的漏极还与基准生成电路的输出端连接。
进一步地,所述M2的漏极通过滤波电容C0接地。
本发明具有如下优点:省却电阻器件,工艺简单,调试电路及实际流片效果好,产生的交流噪声好,具有很高的电源抑制比,并相较于常用的带隙基准电路的元器件少,有着较低的成本及功耗。
附图说明
图1为本发明某具体实施例所述的基准电压电路图;
图2为本发明某具体实施例所述的基准电压电路模块图;
图3为本发明某具体实施例所述的基准电压电路图;
图4为本发明某具体实施例所述的等效小信号电路图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图详予说明。
一种电压基准电路,能够应用于需要与供电、温度变化均无关的苛刻的应用场景中。请参阅图3,本发明的电压基准电路包括隔离电路、基准生成电路,所述隔离电路的输入端与电源VDD连接,输出端与基准生成电路的输入端连接,所述基准生成电路的输出端与基准电压输出端连接。通过设计隔离电路将外接的VDD隔离在外,使得输出端输出的电压小于基准生成电路可以承受的电压,避免了击穿的风险,增强了电路的安全性,也能够使得输出端的电流更加稳定,杂波较少。通过基准生成电路生成片上基准电压,由于基准生成电路输入端输入的电压比较稳定,则生成的基准电压也更加稳定,安全,具有更好的电压抑制比。
在图3所示的具体的实施例中,所述隔离电路的输入端与NMOS管M1的栅极连接,M1的源极与漏极连接,M1的源极还与NMOS管M3的源极和栅极连接,M3的漏极接地;所述隔离电路的输入端还与NMOS管M5的栅极连接,M5的源极与M1的漏极连接,M5的漏极与隔离电路的输出端连接;所述基准生成电路的输入端与NMOS管M2的栅极连接,M2的源极与漏极连接,M2的源极还与NMOS管M4的源极和栅极连接,M4的漏极接地;所述M2的漏极还与基准生成电路的输出端连接。其他为了降低电压抑制比的电路,思路设计都过于复杂,本发明通过将隔离电路与基准生成电路通过上述方式连接,极大地简化了电压基准电路的构图,并且在PSRR的性能上具有良好的表现。
下面结合附图,对本发明的实施例进行详细描述。
如图1所示的两个MOS管式的基准电压生成结构,在下文中简称为基准。第一基准由M1和M3构成,第一基准的输出连接M5的栅极,作为M5的直流偏置。第二基准由M2和M4构成,第二基准由M5的源极供电,输出为本发明实施例的输出。
本发明实施例的工作原理:
第一基准的工作原理:第一基准的工作电流IM1
所以
第二基准的工作原理:第二基准的工作电流IM2
所以
为了分析简便,忽略一些二级效应,认为有效迁移率的温度系数很低,可忽略。那么为了获得不错的温度系数,对上是两边求导
如果
为了满足第二基准的供电条件,M5的源极电压VS必须满足如下条件:
因为M5和M2串联,
IM5=IM2 (11)
所以
所以
所以
代入上式,(VG-VTE)是M3的过驱动电压,上式就变成了只与M5有关的不等式,据此就可以计算得到M5的尺寸范围。
输出电压VREF中的小信号vref与电源VDD中含有的小信号vdd之比,就是电源的PSRR。为了分析电路的电源抑制比,画出本发明实施例的等效小信号电路图,如图4。
M5栅极连接直流偏置,小信号为0。M5的小信号电流
gds5(vdd-vS5)-vS5gm5 (16)
所以,关于M5的源极电压vs5的小信号表达式如下:
gds2(vS5-vref)=gds5(vdd-vS5)-vS5gm5 (17)
M5的小信号电流等于M4的小信号电流,表达式如下:
gds5(vdd-vS5)-vS5gm5=vref(sCo+gm4) (18)
先解vS5
代入解得
主极点|p|的表达式:
如果在满足温度特性的基础上,适当的增加从M4跨导可以提高低频的PSRR和频带宽度。基准电压源是模拟集成电路不可或缺的一部分。图1所示的基准电压源并不具有很好的实用性,PSRR不佳是其最主要的原因。本发明旨在通过改进电路结构,大幅度提升PSRR又不引入其他器件,增加电路的复杂性。
其他一些进一步的实施例中,所述M2的漏极通过滤波电容C0接地。通过连接电容来进一步提高输入电压的稳定性,更好地解决了基准电压生成的问题。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利保护范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种电压基准电路,其特征在于,包括隔离电路、基准生成电路,所述隔离电路的输入端与电源VDD连接,输出端与基准生成电路的输入端连接,所述基准生成电路的输出端与基准电压输出端连接。
2.根据权利要求1所述的电压基准电路,其特征在于,所述隔离电路的输入端与NMOS管M1的栅极连接,M1的源极与漏极连接,M1的源极还与NMOS管M3的源极和栅极连接,M3的漏极接地;所述隔离电路的输入端还与NMOS管M5的栅极连接,M5的源极与M1的漏极连接,M5的漏极与隔离电路的输出端连接。
3.根据权利要求1所述的电压基准电路,其特征在于,所述基准生成电路的输入端与NMOS管M2的栅极连接,M2的源极与漏极连接,M2的源极还与NMOS管M4的源极和栅极连接,M4的漏极接地;所述M2的漏极还与基准生成电路的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的电压基准电路,其特征在于,所述M2的漏极通过滤波电容C0接地。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111090296A (zh) * 2018-10-24 2020-05-01 艾普凌科有限公司 基准电压电路及电源接通复位电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101135918A (zh) * 2007-07-11 2008-03-05 中国电子科技集团公司第二十四研究所 一种高电源抑制比的e/d nmos基准电压源
CN101667050A (zh) * 2009-08-14 2010-03-10 西安龙腾微电子科技发展有限公司 高精度电压基准电路
JP2011029912A (ja) * 2009-07-24 2011-02-10 Seiko Instruments Inc 基準電圧回路及び電子機器
JP2012222865A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Mitsumi Electric Co Ltd 電池保護回路及び電池保護装置、並びに電池パック
CN102866721A (zh) * 2012-10-11 2013-01-09 上海新进半导体制造有限公司 一种基准电压源电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101135918A (zh) * 2007-07-11 2008-03-05 中国电子科技集团公司第二十四研究所 一种高电源抑制比的e/d nmos基准电压源
JP2011029912A (ja) * 2009-07-24 2011-02-10 Seiko Instruments Inc 基準電圧回路及び電子機器
CN101667050A (zh) * 2009-08-14 2010-03-10 西安龙腾微电子科技发展有限公司 高精度电压基准电路
JP2012222865A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Mitsumi Electric Co Ltd 電池保護回路及び電池保護装置、並びに電池パック
CN102866721A (zh) * 2012-10-11 2013-01-09 上海新进半导体制造有限公司 一种基准电压源电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111090296A (zh) * 2018-10-24 2020-05-01 艾普凌科有限公司 基准电压电路及电源接通复位电路

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