星欧娱乐-诚信平台,注册畅享文化之梦!增强型MOS管

基准电压的电源

信息来源：本站(zhan)　日期：2017-05-08　

分享到(dao)：

因为NMOS耗(hao)尽管的阈值电(dian)(dian)压(ya)为负值，并且具有负温度(du)系数，因此(ci)由式(1)可(ke)知，耗(hao)尽管电(dian)(dian)流随温度(du)上升而变(bian)(bian)大(da)。同时将该输出接到基准(zhun)电(dian)(dian)源第(di)二级(ji)电(dian)(dian)路(lu)中M2管的栅极(ji)，减弱了该点随电(dian)(dian)源电(dian)(dian)压(ya)的变(bian)(bian)化，从而有效地进步了基准(zhun)输出真个电(dian)(dian)源按捺特性。

(1)温度系(xi)数。该电流就是通过增强(qiang)管M6的电流。

。为了(le)获(huo)得(de)较好的电(dian)源按捺特性(xing)，可(ke)以将(jiang)图1的基准单元(yuan)进行级联排(pai)列(lie)，如(ru)图2所示。

(1)可以产生较低基(ji)准电压。

在此分析先容了一种低功耗基准电压源电路的设计方案，该电路的最大功耗小于1μW，温度系数为21ppm／℃；同时因为电路结果较简朴，易于集成，已经用于电池充电保护芯(xin)片。

(2)基准电(dian)压(ya)的电(dian)源按捺比。从可(ke)以看到基准电(dian)压(ya)从-40℃的0．96332V变化到30℃时的0．96235V，因此该基准的温度系数为(ppm／℃)：

该电(dian)路采用CSMC公(gong)司(si)0．6／μm的工(gong)艺，仿真使用49级(ji)模型，得到(dao)以下结果(guo)：

M1，M2，M4为(wei)耗尽管，M5，M6为(wei)增强管。

M4管栅源极相连充当恒流源，因为该管长度设置得较大，因而对应的等效电阻很大，流过的静态电流很小，一般只有几百纳安。仿真是在输入电压4．0V，温度为-40～+100℃的前提下进行的。对于增强型MOS管，阈值电压随温度的升高而下降；对于耗尽型MOS管(guan)，阈(yu)(yu)值(zhi)电(dian)压(ya)为负，其阈(yu)(yu)值(zhi)电(dian)压(ya)的(de)温度(du)系数与(yu)增(zeng)强(qiang)型相(xiang)反。利用增(zeng)强(qiang)型MOS管(guan)阈(yu)(yu)值(zhi)电(dian)压(ya)的(de)负温度(du)系数和耗(hao)尽管(guan)阈(yu)(yu)值(zhi)电(dian)压(ya)的(de)正温度(du)系数产生(sheng)一(yi)(yi)个(ge)精(jing)度(du)很高的(de)基准(zhun)电(dian)压(ya)。与(yu)一(yi)(yi)般的(de)1．2V基准(zhun)电(dian)压(ya)比(bi)拟，电(dian)路结(jie)构可以(yi)产生(sheng)更低的(de)基准(zhun)电(dian)压(ya)。其中(zhong)，M1和M5为第一(yi)(yi)级(ji)电(dian)路，M2，M4，M6为二级(ji)电(dian)路，一(yi)(yi)级(ji)与(yu)二级(ji)电(dian)路间的(de)联系关系不大(da)。通(tong)过设计(ji)M1和M5管(guan)的(de)宽长比(bi)可以(yi)获(huo)得一(yi)(yi)个(ge)比(bi)基准(zhun)更小的(de)偏置电(dian)压(ya)。

改进电路结构及原理(li)

(3)无(wu)需额外的(de)(de)(de)(de)启(qi)动电(dian)(dian)(dian)路。而M4管的(de)(de)(de)(de)栅(zha)极电(dian)(dian)(dian)压始终为(wei)(wei)0，并(bing)且M6管属于二极管连接，因此系(xi)统上电(dian)(dian)(dian)后，必(bi)定有从电(dian)(dian)(dian)源到地的(de)(de)(de)(de)直畅通流畅路，所以不需要额外的(de)(de)(de)(de)启(qi)动电(dian)(dian)(dian)路匡助系(xi)统挣脱静态(tai)电(dian)(dian)(dian)流为(wei)(wei)0的(de)(de)(de)(de)简(jian)并(bing)状态(tai)。基准电(dian)(dian)(dian)压的(de)(de)(de)(de)线性(xing)调整率(lv)特性(xing)曲线。

图(tu)1所示基(ji)准电压(ya)源具(ju)有(you)静态电流小，无(wu)需额外启动电路等长处，但其电源按捺(na)比特性不是很(hen)好(hao)。其中，M4为耗尽管(guan)(guan)，M6为增强管(guan)(guan)。

这种结构的(de)基(ji)准电压源具有以下长处：

因为增强管M6的阈值电压具有负温度系数，而通过该管的电流具有正温度系数，因此通过公道设置M4，M6的宽长比就能在室温下获得比较恒定的基准电压。在MOS管测试耗尽型晶体管为常通型晶体管，只有当栅极所加电压超过其阈值电压时，mOS管子(zi)才会(hui)关断。在25℃时，基准电压(ya)从输(shu)入电压(ya)2．5V对应的1．027

952 V变化到(dao)输(shu)入电压(ya)5．5 V对应的1．027 982

V，其(qi)线性调整率为：

从(cong)可(ke)以(yi)看到，假(jia)如没有增(zeng)加M2，低(di)频时的(de)(de)PSRR只有-90dB，高频时则(ze)大约为(wei)-75dB，电源按捺比的(de)(de)特性不是(shi)很(hen)好；假(jia)如增(zeng)加了M2管，低(di)频时的(de)(de)PSRR为(wei)-120dB，高频时也能控(kong)制在-90

dB内，电(dian)源(yuan)按捺比得到了极(ji)大的进(jin)步。可以(yi)看到，基准电(dian)压的线性调整率随温度的上升而减小。从图1中可以(yi)看出(chu)，M4栅源(yuan)极(ji)相连后(hou)，流过该管的电(dian)流为：

基准(zhun)电压源(yuan)的结构(gou)与工作原理

一般基于自偏置的基准电路，因为MOS管工作在(zai)饱(bao)和区，其(qi)工作电(dian)(dian)流(liu)一般在(zai)微(wei)安级，固然可以合用于(yu)(yu)大部(bu)门消费类电(dian)(dian)子芯片的应用，但对(dui)于(yu)(yu)一些特(te)殊应用，如充(chong)电(dian)(dian)电(dian)(dian)池保护芯片，则无(wu)法(fa)达到其(qi)设(she)计(ji)要求。

(3)基(ji)准电压的线(xian)性调整率。基(ji)准电压的电源按捺好比所示(shi)。

(2)电路具有极小的静态电流。为了减小电路的静态电流，这里的基准与偏置电路采用增强管与耗尽管相结合的方式。于是降低基准电路的电流则成为芯片低功耗设计的枢纽。特别是当所选择工艺的NMOS管阈值较小，并且耗尽管的宽长比较小时，基准电压只有零点几伏，在低压供电的电源(yuan)驱动(dong)芯片(pian)中，具有较(jiao)大的上风(feng)。

为基准电压源的等效结构图。