【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及模擬電路技術(shù)和半導(dǎo)體集成，具體地，涉及一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路。
技術(shù)介紹
1、帶隙基準(zhǔn)電路為芯片的各個(gè)模塊提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電流和電壓，在芯片上下電時(shí)，帶隙基準(zhǔn)電路需要及時(shí)做出響應(yīng)，并快速可靠地開啟或關(guān)閉基準(zhǔn)電流和電壓。啟動(dòng)電路作為帶隙基準(zhǔn)電路的重要組成部分，在芯片上電時(shí)需要讓帶隙基準(zhǔn)快速離開簡(jiǎn)并點(diǎn)以避免電路鎖死，上電完成后啟動(dòng)電路需要自行關(guān)閉以避免影響帶隙基準(zhǔn)電路的正常工作。
2、在現(xiàn)有技術(shù)中，一部分啟動(dòng)電路采用兩組mos管的閾值電壓作為啟動(dòng)電路的閾值，當(dāng)芯片上電電壓超過(guò)第一組mos管的閾值電壓后，mos管導(dǎo)通，將帶隙基準(zhǔn)的偏置節(jié)點(diǎn)下拉以離開簡(jiǎn)并點(diǎn)，當(dāng)帶隙基準(zhǔn)電路啟動(dòng)完成后輸出電壓超過(guò)第二組mos管的閾值電壓，再將啟動(dòng)電路關(guān)斷。這種技術(shù)的好處是啟動(dòng)電路僅在帶隙基準(zhǔn)電路啟動(dòng)的過(guò)程中工作，啟動(dòng)完成后沒(méi)有靜態(tài)功耗，但缺點(diǎn)是mos管的閾值電壓隨工藝和溫度變化較大，在慢速工藝或低溫下啟動(dòng)速度顯著降低，且芯片下電時(shí)若有殘余電壓，再次上電時(shí)由于啟動(dòng)電路內(nèi)部存有殘余電荷，導(dǎo)致啟動(dòng)速度也會(huì)變慢；另一部分啟動(dòng)電路使用大電阻的壓降作為啟動(dòng)電路的控制電壓，當(dāng)芯片開始上電時(shí)，大電阻中沒(méi)有電流，因此其壓降近似為0，由此壓降控制的p型電流源導(dǎo)通，將帶隙基準(zhǔn)的偏置節(jié)點(diǎn)下拉以離開簡(jiǎn)并點(diǎn)，當(dāng)帶隙基準(zhǔn)電路啟動(dòng)完成后，大電阻上的壓降接近電源電壓，將電流源關(guān)斷完成啟動(dòng)。這種技術(shù)的好處是啟動(dòng)閾值不受mos管的影響，因此在慢速工藝或低溫下啟動(dòng)速度不會(huì)顯著降低，但缺點(diǎn)是啟動(dòng)完成后大電阻為了維持壓降需要有靜態(tài)電流，而減小靜態(tài)電流又需要加大電
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本專利技術(shù)提供了一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，可以在各種電壓、工藝和溫度下實(shí)現(xiàn)帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)，且基本沒(méi)有靜態(tài)電流，占用芯片面積也較小。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，包括：第一pmos開關(guān)管、nmos電流鏡、第二pmos開關(guān)管、電容、第一控制開關(guān)、第二控制開關(guān)、第三控制開關(guān)和第一單刀單擲開關(guān)，所述第一pmos開關(guān)管的源極、第一控制開關(guān)的一端、電容的一端、第二pmos開關(guān)管的源極均與電源電壓vdd連接，所述第一pmos開關(guān)管的柵極分別與第一控制開關(guān)的另一端、第二控制開關(guān)的一端、第二pmos開關(guān)管的漏極連接，所述第二控制開關(guān)的另一端接地，所述第一pmos開關(guān)管的漏極接入nmos電流鏡，所述nmos電流鏡的輸出端、第二pmos開關(guān)管的柵極共同作為快速啟動(dòng)電路的輸出端接入帶隙基準(zhǔn)電路的電流復(fù)制節(jié)點(diǎn)a；所述電容的另一端分別與第三控制開關(guān)的一端、第一控制開關(guān)的控制端、第二控制開關(guān)的控制端連接，所述第三控制開關(guān)的另一端接地，所述第三控制開關(guān)的控制端與第一單刀單擲開關(guān)的一端連接，所述第一單刀單擲開關(guān)的另一端與帶隙基準(zhǔn)電路的輸出端bgout連接。
3、進(jìn)一步地，所述nmos電流鏡包括：第一nmos開關(guān)管和第二nmos開關(guān)管，所述第一nmos開關(guān)管的漏極、柵極分別與第一pmos開關(guān)管的漏極、第二nmos開關(guān)管的柵極連接，所述第一nmos開關(guān)管的源極和第二nmos開關(guān)管的源極均接地，所述第二nmos開關(guān)管的漏極、第二pmos開關(guān)管的柵極共同作為快速啟動(dòng)電路的輸出端接入帶隙基準(zhǔn)電路的電流復(fù)制節(jié)點(diǎn)a。
4、進(jìn)一步地，還包括反相器，所述反相器的輸入端與電容的另一端連接，用于控制第二控制開關(guān)的控制端，所述反相器的輸出端用于控制第一控制開關(guān)的控制端。
5、進(jìn)一步地，所述第一控制開關(guān)為第三pmos開關(guān)管，所述第三pmos開關(guān)管的源極與電源電壓vdd連接，所述第三pmos開關(guān)管的柵極與電容的另一端連接，所述第三pmos開關(guān)管的漏極分別與第二控制開關(guān)的一端、第一pmos開關(guān)管的柵極、第二pmos開關(guān)管的漏極連接。
6、進(jìn)一步地，所述第二控制開關(guān)為第三nmos開關(guān)管，所述第三nmos開關(guān)管的柵極與電容的另一端連接，所述第三nmos開關(guān)管的源極接地，所述第三nmos開關(guān)管的漏極分別與第二pmos開關(guān)管的漏極、第三pmos開關(guān)管的漏極、第一pmos開關(guān)管的柵極連接。
7、進(jìn)一步地，所述第三控制開關(guān)為第四nmos開關(guān)管，所述第四nmos開關(guān)管的柵極與第一單刀單擲開關(guān)的一端連接，所述第四nmos開關(guān)管的源極接地，所述第四nmos開關(guān)管的漏極與電容的另一端連接。
8、進(jìn)一步地，還包括：第四控制開關(guān)和量化反相器，所述第四控制開關(guān)的一端、量化反相器的輸入端均與電源電壓vdd連接，所述量化反相器的輸出端用于控制第四控制開關(guān)的控制端，所述第四控制開關(guān)的另一端與電容的另一端連接。
9、進(jìn)一步地，所述第四控制開關(guān)為第五nmos開關(guān)管，所述量化反相器包括：第四pmos開關(guān)管、第六nmos開關(guān)管、第二單刀單擲開關(guān)和第三單刀單擲開關(guān)，所述第三單刀單擲開關(guān)的一端、第六nmos開關(guān)管的柵極、第四pmos開關(guān)管的源極、第五nmos開關(guān)管的漏極均與電源電壓vdd連接，所述第三單刀單擲開關(guān)的另一端、第二單刀單擲開關(guān)的一端均與第四pmos開關(guān)管的柵極連接，所述第四pmos開關(guān)管的漏極分別與第六nmos開關(guān)管的漏極、第五nmos開關(guān)管的柵極連接，所述第六nmos開關(guān)管的源極接地，所述第二單刀單擲開關(guān)的另一端接入帶隙基準(zhǔn)電路的電流復(fù)制節(jié)點(diǎn)a，所述第五nmos開關(guān)管的襯底及源極均與電容的另一端連接。
10、進(jìn)一步地，還包括電平移位器，所述電平移位器與第一單刀單擲開關(guān)并聯(lián)，所述電平移位器的輸入端接入帶隙基準(zhǔn)電路的輸出端bgout，所述電平移位器的輸出端用于控制第四nmos開關(guān)管的柵極電壓。
11、進(jìn)一步地，所述電平移位器包括：第七nmos開關(guān)管和第五pmos開關(guān)管，所述第七nmos開關(guān)管的漏極與電源電壓vdd連接，所述第七nmos開關(guān)管的源極、第五pmos開關(guān)管的源極均與第四nmos開關(guān)管的柵極、第一單刀單擲開關(guān)的一端連接，所述第七nmos開關(guān)管的柵極、第一單刀單擲開關(guān)的另一端、第五pmos開關(guān)管的柵極均與帶隙基準(zhǔn)電路的輸出端bgout連接；所述第五pmos開關(guān)管的漏極接地。
12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下有益效果：本專利技術(shù)適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路在啟動(dòng)完成后基本無(wú)靜態(tài)電流、無(wú)占用大面積的電阻，具有低功耗和低成本的特點(diǎn)；此外，本專利技術(shù)針對(duì)芯片下電時(shí)存在殘余電壓的情況，引入第四控制開關(guān)和量化反相器，對(duì)電容中殘余電壓的電荷進(jìn)行泄放，能夠提高下一次的啟動(dòng)速度，使得適用場(chǎng)景更加廣泛；此外，本專利技術(shù)針對(duì)快速工藝或高溫情況下第三控制開關(guān)開啟閾值較低，導(dǎo)致啟動(dòng)電路被過(guò)早關(guān)閉的情形，引入電平移位器，提高啟動(dòng)電路的關(guān)閉閾值，從而提高帶隙基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)速度。綜上，本專利技術(shù)適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路在各種電壓、工藝和溫度下均能讓帶隙基準(zhǔn)電路快速啟動(dòng)，并且該電路也適用于其他需要啟動(dòng)電路的情形。
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1.一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，包括：第一PMOS開關(guān)管(201)、NMOS電流鏡、第二PMOS開關(guān)管(204)、電容(205)、第一控制開關(guān)(207)、第二控制開關(guān)(208)、第三控制開關(guān)(211)和第一單刀單擲開關(guān)(213)，所述第一PMOS開關(guān)管(201)的源極、第一控制開關(guān)(207)的一端、電容(205)的一端、第二PMOS開關(guān)管(204)的源極均與電源電壓VDD連接，所述第一PMOS開關(guān)管(201)的柵極分別與第一控制開關(guān)(207)的另一端、第二控制開關(guān)(208)的一端、第二PMOS開關(guān)管(204)的漏極連接，所述第二控制開關(guān)(208)的另一端接地，所述第一PMOS開關(guān)管(201)的漏極接入NMOS電流鏡，所述NMOS電流鏡的輸出端、第二PMOS開關(guān)管(204)的柵極共同作為快速啟動(dòng)電路的輸出端接入帶隙基準(zhǔn)電路的電流復(fù)制節(jié)點(diǎn)A；所述電容(205)的另一端分別與第三控制開關(guān)(211)的一端、第一控制開關(guān)(207)的控制端、第二控制開關(guān)(208)的控制端連接，所述第三控制開關(guān)(211)的另一端接地，所述第三控制開關(guān)(211)的控制端與第一單刀單擲開關(guān)(
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，所述NMOS電流鏡包括：第一NMOS開關(guān)管(202)和第二NMOS開關(guān)管(203)，所述第一NMOS開關(guān)管(202)的漏極、柵極分別與第一PMOS開關(guān)管(201)的漏極、第二NMOS開關(guān)管(203)的柵極連接，所述第一NMOS開關(guān)管(202)的源極和第二NMOS開關(guān)管(203)的源極均接地，所述第二NMOS開關(guān)管(203)的漏極、第二PMOS開關(guān)管(204)的柵極共同作為快速啟動(dòng)電路的輸出端接入帶隙基準(zhǔn)電路的電流復(fù)制節(jié)點(diǎn)A。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，還包括反相器(206)，所述反相器(206)的輸入端與電容(205)的另一端連接，用于控制第二控制開關(guān)(208)的控制端，所述反相器(206)的輸出端用于控制第一控制開關(guān)(207)的控制端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，所述第一控制開關(guān)(207)為第三PMOS開關(guān)管(301)，所述第三PMOS開關(guān)管(301)的源極與電源電壓VDD連接，所述第三PMOS開關(guān)管(301)的柵極與電容(205)的另一端連接，所述第三PMOS開關(guān)管(301)的漏極分別與第二控制開關(guān)(208)的一端、第一PMOS開關(guān)管(201)的柵極、第二PMOS開關(guān)管(204)的漏極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，所述第二控制開關(guān)(208)為第三NMOS開關(guān)管(302)，所述第三NMOS開關(guān)管(302)的柵極與電容(205)的另一端連接，所述第三NMOS開關(guān)管(302)的源極接地，所述第三NMOS開關(guān)管(302)的漏極分別與第二PMOS開關(guān)管(204)的漏極、第三PMOS開關(guān)管(301)的漏極、第一PMOS開關(guān)管(201)的柵極連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，所述第三控制開關(guān)(211)為第四NMOS開關(guān)管(308)，所述第四NMOS開關(guān)管(308)的柵極與第一單刀單擲開關(guān)(213)的一端連接，所述第四NMOS開關(guān)管(308)的源極接地，所述第四NMOS開關(guān)管(308)的漏極與電容(205)的另一端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，還包括：第四控制開關(guān)(209)和量化反相器(210)，所述第四控制開關(guān)(209)的一端、量化反相器(210)的輸入端均與電源電壓VDD連接，所述量化反相器(210)的輸出端用于控制第四控制開關(guān)(209)的控制端，所述第四控制開關(guān)(209)的另一端與電容(205)的另一端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，所述第四控制開關(guān)(209)為第五NMOS開關(guān)管(303)，所述量化反相器(210)包括：第四PMOS開關(guān)管(304)、第六NMOS開關(guān)管(305)、第二單刀單擲開關(guān)(306)和第三單刀單擲開關(guān)(307)，所述第三單刀單擲開關(guān)(307)的一端、第六NMOS開關(guān)管(305)的柵極、第四PMOS開關(guān)管(304)的源極、第五NMOS開關(guān)管(303)的漏極均與電源電壓VDD連接，所述第三單刀單擲開關(guān)(307)的另一端、第二單刀單擲開關(guān)(306)的一端均與第四PMOS開關(guān)管(304)的柵極連...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，包括：第一pmos開關(guān)管(201)、nmos電流鏡、第二pmos開關(guān)管(204)、電容(205)、第一控制開關(guān)(207)、第二控制開關(guān)(208)、第三控制開關(guān)(211)和第一單刀單擲開關(guān)(213)，所述第一pmos開關(guān)管(201)的源極、第一控制開關(guān)(207)的一端、電容(205)的一端、第二pmos開關(guān)管(204)的源極均與電源電壓vdd連接，所述第一pmos開關(guān)管(201)的柵極分別與第一控制開關(guān)(207)的另一端、第二控制開關(guān)(208)的一端、第二pmos開關(guān)管(204)的漏極連接，所述第二控制開關(guān)(208)的另一端接地，所述第一pmos開關(guān)管(201)的漏極接入nmos電流鏡，所述nmos電流鏡的輸出端、第二pmos開關(guān)管(204)的柵極共同作為快速啟動(dòng)電路的輸出端接入帶隙基準(zhǔn)電路的電流復(fù)制節(jié)點(diǎn)a；所述電容(205)的另一端分別與第三控制開關(guān)(211)的一端、第一控制開關(guān)(207)的控制端、第二控制開關(guān)(208)的控制端連接，所述第三控制開關(guān)(211)的另一端接地，所述第三控制開關(guān)(211)的控制端與第一單刀單擲開關(guān)(213)的一端連接，所述第一單刀單擲開關(guān)(213)的另一端與帶隙基準(zhǔn)電路的輸出端bgout連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，所述nmos電流鏡包括：第一nmos開關(guān)管(202)和第二nmos開關(guān)管(203)，所述第一nmos開關(guān)管(202)的漏極、柵極分別與第一pmos開關(guān)管(201)的漏極、第二nmos開關(guān)管(203)的柵極連接，所述第一nmos開關(guān)管(202)的源極和第二nmos開關(guān)管(203)的源極均接地，所述第二nmos開關(guān)管(203)的漏極、第二pmos開關(guān)管(204)的柵極共同作為快速啟動(dòng)電路的輸出端接入帶隙基準(zhǔn)電路的電流復(fù)制節(jié)點(diǎn)a。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，還包括反相器(206)，所述反相器(206)的輸入端與電容(205)的另一端連接，用于控制第二控制開關(guān)(208)的控制端，所述反相器(206)的輸出端用于控制第一控制開關(guān)(207)的控制端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，所述第一控制開關(guān)(207)為第三pmos開關(guān)管(301)，所述第三pmos開關(guān)管(301)的源極與電源電壓vdd連接，所述第三pmos開關(guān)管(301)的柵極與電容(205)的另一端連接，所述第三pmos開關(guān)管(301)的漏極分別與第二控制開關(guān)(208)的一端、第一pmos開關(guān)管(201)的柵極、第二pmos開關(guān)管(204)的漏極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于帶隙基準(zhǔn)電路的快速啟動(dòng)電路，其特征在于，所述第二控制開關(guān)(208)為第三nmos開關(guān)管(302)，所述第三nmos開關(guān)管(302)的柵極與電容(205)的另一端連接，所述第三nmos開關(guān)管(302)的源極接地，所述第三nmos開關(guān)管(302)的漏極分別與...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王逸飛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海帝迪集成電路設(shè)計(jì)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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