專利名稱：一種帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種參考電壓產(chǎn)生電路，尤其涉及一種帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路
背景技術(shù)：
如圖1所示，圖1是一個(gè)能產(chǎn)生參考電壓的電路，比如麥克風(fēng)偏置電路(MICBIAS)，要求輸出很低的噪聲(比如小于3uV)，輸出電壓在1. 9-2. 3V范圍內(nèi)，能提供較大的電流(比如大于3MA)，并且要求輸出電壓隨溫度的變化小于5%。通常做法是增加一個(gè)非常低噪聲的參考電壓(通常要加片外大電容來實(shí)現(xiàn)濾波)來達(dá)到以上MICBIAS電路的要求，這時(shí)MICBIAS電路相當(dāng)于一個(gè)緩沖器(buffer)?；蛘呤峭ㄟ^放大輸入管的閾值電壓差Vth來產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出，參考美國(guó)專利US Pat. No. 4464588中的FIG. 2，圖中有正負(fù)兩個(gè)電源電壓，而GND相當(dāng)于參考電壓。電路通過放大增強(qiáng)型PMOS管和耗盡型PMOS管的閾值電壓差產(chǎn)生VREF0由于M17，M14在上電后就處于導(dǎo)通狀態(tài)，如果VREF為+VDD，M15不導(dǎo)通，則M20的柵級(jí)(gate)電壓會(huì)很高,將M24的gate電壓拉到很低。M24是耗盡型PMOS, gate電壓很低就會(huì)流過很大的電流，把VREF電壓拉下來，實(shí)現(xiàn)最終的平衡狀態(tài)。如果VREF處于-Vss，則運(yùn)算放大器OP本來就是正常的，M15和M14都可以導(dǎo)通，所以這個(gè)電路不需要自啟動(dòng)電路。這個(gè)電路的缺點(diǎn)是需要正負(fù)電源電壓，并且由于輸入管是不對(duì)稱的，M33、M17、M30等電流偏置管的噪聲都會(huì)出現(xiàn)在輸出VREF中，需要非常大的面積才能減小它們的閃爍噪聲(flicker noise)，以實(shí)現(xiàn)3uV的噪聲要求。另外，參考美國(guó)專利US Pat. No. 7564225，能產(chǎn)生參考電壓的電路實(shí)現(xiàn)方式是利用兩種PMOS管(p+poly gate和n+poly gate)的功函數(shù)(work function)的差使得兩種PMOS管的Vth不一樣，同樣是利用Vth的差放大產(chǎn)生所需要的參考電壓Vref。但是由于它在實(shí)現(xiàn)時(shí)需要額外的負(fù)載提供電流來啟動(dòng)該電路，并且該電路可以流入很大的電流保持Vref幾乎不變，但是不能流出電流，所以運(yùn)算放大器尾電流鏡的偏置和尾電流鏡都會(huì)對(duì)輸出貢獻(xiàn)噪聲，需要非常大的面積才能減小它們的閃爍噪聲，以實(shí)現(xiàn)3uV的噪聲要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是在于提供一種帶自啟動(dòng)電路的低噪聲，低溫度系數(shù)的參考電壓產(chǎn)生電路提供穩(wěn)定的參考電壓輸出。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路，包含有一運(yùn)算放大裝置，一自啟動(dòng)電路，第一電阻和第二電阻。該運(yùn)算放大裝置和第一電阻耦接成一正反饋環(huán)，該運(yùn)算放大裝置和第二電阻耦接成一負(fù)反饋環(huán)，用于在該負(fù)反饋環(huán)的增益大于正反饋環(huán)的增益時(shí)，該參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生一參考電壓。該自啟動(dòng)電路耦接于該運(yùn)算放大裝置，用于將該參考電壓產(chǎn)生電路穩(wěn)定在一工作點(diǎn)。本實(shí)用新型的電路不需要額外的電源電壓，并且用電阻實(shí)現(xiàn)尾電流，減少電路噪聲，也減小電路面積，節(jié)約成本。本實(shí)用新型電路利用自啟動(dòng)電路輸出穩(wěn)定在工作點(diǎn)的參考電壓。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中MICBIAS的電路圖；圖2是為本實(shí)用新型不帶自啟動(dòng)電路時(shí)實(shí)現(xiàn)電壓輸出的原理圖；圖3是本實(shí)用新型帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路一實(shí)施例示意圖；圖4是本實(shí)用新型帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路一實(shí)施例外圍電路示意圖；圖5是本實(shí)用新型帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路在不同電壓下溫度系數(shù)示意圖；圖6是本實(shí)用新型帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路溫度系數(shù)變化示意圖；圖7是本實(shí)用新型帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路溫度系數(shù)變化示意圖；圖8是圖2所示本實(shí)用新型不帶自啟動(dòng)電路時(shí)的工作點(diǎn)示意圖；圖9是圖2所示本實(shí)用新型不帶自啟動(dòng)電路時(shí)加入自啟動(dòng)電路2后工作點(diǎn)示意圖；圖10是圖2所示本實(shí)用新型不帶自啟動(dòng)電路時(shí)加入自啟動(dòng)電路I和自啟動(dòng)電路2后工作點(diǎn)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖2為本實(shí)用新型不帶自啟動(dòng)電路時(shí)實(shí)現(xiàn)電壓輸出的原理圖。本實(shí)用新型通過放大輸入管的閾值電壓Vth差來產(chǎn)生輸出，如圖2所示。Vos是輸入管閾值電壓的差，如果Av無窮大，則輸出Vo=(Rl+R2)/Rl*Vos，通過調(diào)整Rl和R2的比值，就可以得到需要的參考電壓。這個(gè)電路有兩個(gè)環(huán)，一個(gè)正反饋環(huán)和一個(gè)負(fù)反饋環(huán)，負(fù)反饋的環(huán)路增益 > 正反饋的環(huán)路增益，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出。圖3為本實(shí)用新型帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路一實(shí)施例示意圖。圖4為本實(shí)用新型帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路一實(shí)施例外圍電路示意圖。一般MICBIAS會(huì)有兩個(gè)輸出，一個(gè)是聽筒的MIC，一個(gè)是耳機(jī)的MIC。回到圖3，麗I是一個(gè)本地裝置(nativedevice) ,MN2是普通的輸出/輸入裝置(10 device) ,native device的閾值電壓一般小于零，而IO device的閾值電壓大概在600mV。另外，為了減小尾電流管的噪聲，尾電流采用電阻Rl來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型運(yùn)放采用兩級(jí)Miller補(bǔ)償，能實(shí)現(xiàn)大的輸出電壓范圍。第一級(jí)采用折疊cascode。運(yùn)放各主要管子的尺寸如下MP1=MP2=N1*MP5=N1*MP6MP3=MP4=N2*MP7=N2*MP8MN5=MN6=N2*MN8=N2*MN10MN3=MN4=N2蝴N7流過第一級(jí)和第二級(jí)的電流確定公式是I (MPl) =I (MP2) =N1*I (MP5) =N1*I (MP6)I (MN3) =I (MN4) =N2*I (MN7) =N2*I (MP5)[0026]
權(quán)利要求1.一種帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，包含有一運(yùn)算放大裝置，用于與第一電阻耦接成一正反饋環(huán)，與第二電阻耦接成一負(fù)反饋環(huán)，當(dāng)該負(fù)反饋環(huán)的增益大于正反饋環(huán)的增益時(shí)，產(chǎn)生一參考電壓；一自啟動(dòng)電路，耦接于該運(yùn)算放大裝置，用于將該帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路穩(wěn)定在一工作點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路，其特征在于，該運(yùn)算放大裝置采用兩級(jí)Miller補(bǔ)償。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路。該帶自啟動(dòng)電路的參考電壓產(chǎn)生電路，包含有一運(yùn)算放大裝置，一自啟動(dòng)電路，第一電阻和第二電阻。該運(yùn)算放大裝置和第一電阻耦接成一正反饋環(huán)，該運(yùn)算放大裝置和第二電阻耦接成一負(fù)反饋環(huán)，用于在該負(fù)反饋環(huán)的增益大于正反饋環(huán)的增益時(shí)，該參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生一參考電壓。該自啟動(dòng)電路耦接于該運(yùn)算放大裝置，用于將該參考電壓產(chǎn)生電路穩(wěn)定在一工作點(diǎn)。本實(shí)用新型的電路不需要額外的電源電壓，并且用電阻實(shí)現(xiàn)尾電流，減少電路噪聲，也減小電路面積，節(jié)約成本。本實(shí)用新型電路利用自啟動(dòng)電路輸出穩(wěn)定在工作點(diǎn)的參考電壓。
文檔編號(hào)G05F1/56GK202887042SQ20122037014
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者史德立, 朱穎佳, 程劍平 申請(qǐng)人:上海晨思電子科技有限公司, 晨星半導(dǎo)體股份有限公司