一種蓄電池保護(hù)系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電池保護(hù)芯片CMOS基準(zhǔn)源，具體是指一種蓄電池保護(hù)系統(tǒng)的基 準(zhǔn)信號源。
【背景技術(shù)】
[0002] 在模擬、數(shù)模混合、數(shù)字電路中都經(jīng)常會用到基準(zhǔn)源電路?；鶞?zhǔn)源電路的穩(wěn)定性直 接關(guān)系到整個電路的性能。低功耗、高精度、小型化是當(dāng)今電池管理芯片的發(fā)展趨勢，更是 滿足應(yīng)用的必然要求，研究電池管理芯片的低功耗有重要的實用價值。傳統(tǒng)的基準(zhǔn)設(shè)計采 用基于雙極性晶體管帶隙基準(zhǔn)暴露出兩個缺點：占用芯片面積很大，不利于降低成本；雙 極性晶體管的模型參數(shù)很難精確提取。另外傳統(tǒng)的模擬電路中，MOS管工作在強(qiáng)反型區(qū)也 意味著需要更多的功耗，在低功耗設(shè)計中可W將工作區(qū)域進(jìn)行拓展，W求得功耗和面積之 間的平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種蓄電池保護(hù)系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號源，用于保護(hù)芯片比較器 關(guān)于過充電，過放電，過電流的保護(hù)基準(zhǔn)，實現(xiàn)低溫度系數(shù)、低功耗。
[0004] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)： 本發(fā)明一種蓄電池保護(hù)系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號源，包括依次連接在Vdd電源和Vss接地之間的 啟動電路、PTAT產(chǎn)生電路、CTAT產(chǎn)生電路、第一基準(zhǔn)產(chǎn)生電路、第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電路，所述的 PTAT產(chǎn)生電路還分別與第一基準(zhǔn)產(chǎn)生電路、第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電路連接，所述的CTAT產(chǎn)生電路 還與第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電路連接，還包括分別與啟動電路、PTAT產(chǎn)生電路連接的第一關(guān)斷控制 電路，分別與CTAT產(chǎn)生電路、第一基準(zhǔn)產(chǎn)生電路、第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電路連接的第二關(guān)斷控制 電路，在所述第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電路上連接有第H關(guān)斷控制電路。
[000引所述的啟動電路包括H個MOS管，即MP1、MP2、MN1，其中MPl的源極連接到Vdd電 源，MPl柵極和漏極連接后再連接到MP2的柵極，MP2的柵極連接到麗1的柵極，麗1的源極 和漏極都連接到Vss接地，MP2的源極和漏極均與PTAT產(chǎn)生電路連接，同時，MP2的源極與 第一關(guān)斷控制電路連接。
[0006] 所述PTAT產(chǎn)生電路包括6個MOS管和1個電阻，即；MP3、MP4、MP5、MP6、MN2、MN3、 W及電阻R1，其中MP3、MP4源極相連作為電源輸入端，共同連接到Vdd電源，MP5源極連接 MP3漏極，MP6源極連接MP4漏極，MP3、MP4、MP5、MP6的柵極相連后與第一關(guān)斷控制電路連 接，麗2管柵極和漏極相連后與MP5的漏極連接，麗3的漏極同時與MP6的漏極、柵極相連， 麗2、麗3的柵極相連，麗3的源極和電阻Rl連接后，與麗2的源極共連接到Vss接地，MP6的 柵極和漏極相連后作為PTAT產(chǎn)生電路的輸出端口分別與CTAT產(chǎn)生電路、第一基準(zhǔn)產(chǎn)生電 路、第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電路連接。
[0007] 所述CTAT產(chǎn)生電路包括6個MOS管和1個電阻，即MP7、MP8、MP9、MP10、MN4、MN5、 W及電阻R2,其中MP7、MP9的源極相連作為電源輸入端，共同連接到Vdd電源，MP8源極與 MP7漏極相連，MPlO源極與MP9漏極相連，MP7、MP8的柵極相連后作為CTAT產(chǎn)生電路的輸 入口與PTAT產(chǎn)生電路的輸出端口連接，MP9的柵極、MPlO的柵極、MPlO的漏極相連后作為 CTAT產(chǎn)生電路的輸出端口，該輸出端口與第二關(guān)斷控制電路的輸出連接后分別與第一基準(zhǔn) 產(chǎn)生電路、第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電路連接，MP8的漏極分別與麗5的管柵極、MN4的漏極連接，MPlO 的漏極連接到麗5的漏極，麗5的源極與MN4的柵極連接后通過電阻R2連接到Vss接地， MN4的源極連接到Vss接地。
[0008] 所述第一基準(zhǔn)產(chǎn)生電路包括4個MOS管和一個電阻，即；MP11、MP12、MP13、MP14、 W及電阻R3,其中MP1UMP13源極相連作為電源輸入端，共同連接到Vdd電源，MP12源極與 MPll漏極連接，且MP1UMP12的柵極相連后與CTAT產(chǎn)生電路的輸出端口連接，MP14源極與 MP13漏極連接，且MP13、MP14的柵極相連后與PTAT產(chǎn)生電路的輸出端口連接，MP12、MP14 的漏極相連后作為第一基準(zhǔn)產(chǎn)生電路的輸出Vkwi,同時通過電阻R3與Vss接地。
[0009] 所述第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電路包括8個MOS管和一個電阻，即；MP15、MP16、MP17、MP18、 MN6、麗7、MN8、MN9、W及電阻R4，其中MP15、MP17源極相連作為電源輸入端，共同連接到VDD 電源，MP16源極連接MP15漏極，MP15、MP16的柵極相連后與PTAT產(chǎn)生電路的輸出端口連 接，MP18源極連接MP17漏極，MP17、MP18的柵極相連后與CTAT產(chǎn)生電路的輸出端口連接， MP16、MP18的漏極相連后分別與MN6的漏極、MN6的柵極、MN7的柵極連接，MN9的漏極與 麗7的源極連接，MN6的源極分別與MN8的漏極、MN8的柵極、MN9的柵極連接，并且同時與 第H關(guān)斷控制電路連接，MN8的源極與MN9的源極同時與Vss接地，MN7的漏極作為第二基 準(zhǔn)產(chǎn)生電路的輸出Vkw2,同時通過電阻R4與Vdd電源連接。
[0010] 所述的第一關(guān)斷控制電路包括一個MOS管，即；MP19，MP19的源極與Vdd電源連接， MP19的柵極與PD信號連接，MN19的漏極作為第一關(guān)斷控制電路的輸出端口分別與啟動電 路、PTAT產(chǎn)生電路連接。
[0011] 所述的第二關(guān)斷控制電路包括一個MOS管，即；MP20，MP20的源極與Vdd電源連接， MP20的柵極與PD信號連接，MP20的漏極作為第二關(guān)斷控制電路的輸出端口分別與CTAT產(chǎn) 生電路、第一基準(zhǔn)產(chǎn)生電路、第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電路連接。
[0012] 所述的第H關(guān)斷控制電路包括一個MOS管，即；麗10,麗10的源極與Vss接地，麗10 的柵極與PDN信號連接，MNlO的漏極作為第H關(guān)斷控制電路的輸出端口與第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電 路連接。
[0013] 啟動電路的輸出連接到PTAT產(chǎn)生電路和CTAT產(chǎn)生電路的輸入端，在電源上電的 時候能讓PTAT產(chǎn)生電路和CTAT產(chǎn)生電路順利的工作，PTAT產(chǎn)生電路和CTAT產(chǎn)生電路的 輸出端連接到第一基準(zhǔn)產(chǎn)生電路和第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電路的輸入端，第一基準(zhǔn)產(chǎn)生電路和第二 基準(zhǔn)產(chǎn)生電路利用PTAT產(chǎn)生電路和CTAT產(chǎn)生電路輸入的電流產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓輸出，第一關(guān) 斷控制電路的輸出端與PTAT產(chǎn)生電路和CTAT產(chǎn)生電路連接，第二關(guān)斷控制電路的輸出端 分別與CTAT產(chǎn)生電路、第一基準(zhǔn)產(chǎn)生電路、第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電路連接，第H關(guān)斷控制電路的 輸出端與第二基準(zhǔn)產(chǎn)生電路連接，通過第一關(guān)斷控制電路、第二關(guān)斷控制電路、第H關(guān)斷控 制電路上連接的外加信號PD和PDN控制整個電路的開通和關(guān)斷，第一基準(zhǔn)產(chǎn)生電路、第二 基準(zhǔn)產(chǎn)生電路的兩個輸出端分別輸出兩節(jié)裡電池保護(hù)芯片需要的兩個基準(zhǔn)Vkwi和Vkw2,且 細(xì)足 VrEF1+VrEF2二VdD。
[0014] 工作原理如下： MPUMP2、麗I組成啟動電路，在電源上電的瞬間，MPl給麗I充電，將MP2柵極拉低，通 過MP2給偏置結(jié)構(gòu)即PTAT產(chǎn)生電路2灌電流，使偏置電路脫離簡并點。
[0015] 與帶隙基準(zhǔn)類似，工作在亞闊值區(qū)的COMS電壓基準(zhǔn)源也是基于與溫度成正比 (PTAT)和反比（CTAT)電壓或電流相補(bǔ)償?shù)脑怼Ｅc帶隙基準(zhǔn)不同，PTAT和CTAT來源于偏 置在亞闊值區(qū)MOS管的和A 。工作在亞闊值區(qū)的MOS管Ids-Vcs特性由W下公式描 述：

(1) 在上式中，W和L分別為MOS管的寬長； ，:掉瀟適!薰，U為遷移率，C。、為單位面積的柵氧化層電容，Vt為熱電壓 起鍊窠植面聽擱挪氧游！電遵，:禱滿緒強(qiáng)1，VkT/q，k為波爾茲曼常數(shù)，T為溫度，q為電子 電荷，U,為與工藝有關(guān)的參數(shù)，V?為開啟電壓，為MOS管柵源電壓，II;為與工苦有關(guān)的#數(shù) n為亞闊值因子。
[001引 由版)5管1?3、]\^4、]\^5、]\^6、1肥、麗3和電阻1?1構(gòu)成？141'產(chǎn)生電路，產(chǎn)生