本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域，特別是涉及一種具有無(wú)過(guò)沖特性的啟動(dòng)電路及帶隙基準(zhǔn)電路。

背景技術(shù)：

在集成電路設(shè)計(jì)中，自偏置電壓源、自偏置電流源和電壓基準(zhǔn)源一般都需要增設(shè)啟動(dòng)電路，使其能夠正常啟動(dòng)。帶隙基準(zhǔn)(bandgap) 電路模塊為其他電路模塊提供具有零溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電壓。在設(shè)計(jì)帶隙基準(zhǔn)（bandgap）電路時(shí)，為了避免其處于不希望的零電流狀態(tài)，需要增加啟動(dòng)電路模塊。

目前的啟動(dòng)電路一般都是通過(guò)提供啟動(dòng)電壓的方式，迫使受控電路偏離零電流狀態(tài)，但這個(gè)啟動(dòng)方式不穩(wěn)定，受控電路可能又會(huì)回到零電流狀態(tài)而不能正常啟動(dòng)。而且，通常在啟動(dòng)階段會(huì)使受控電路出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象，使受控電路瞬間偏離零電流狀態(tài)，致使受控電路在啟動(dòng)初期的工作極不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有無(wú)過(guò)沖特性的啟動(dòng)電路及帶隙基準(zhǔn)電路，通過(guò)兩路啟動(dòng)電流使受控電路偏離零電流啟動(dòng)狀態(tài)，且兩路啟動(dòng)電流逐漸增大，不會(huì)發(fā)生瞬變，使得受控電路不會(huì)發(fā)生過(guò)沖，在啟動(dòng)階段穩(wěn)定性更高。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種具有無(wú)過(guò)沖特性的啟動(dòng)電路，它包括MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、電阻Rn和電阻Rp。

MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4的源極與電源電壓VDD連接。

MOS管M1的柵極與MOS管M2的柵極連接，組成第一電流鏡像單元。

MOS管M1的柵極與MOS管M3的柵極連接，組成第二電流鏡像單元。

MOS管M1的漏極分別與MOS管M1的柵極和MOS管M4的漏極連接，MOS管M4的柵極與反饋端口o1連接。

MOS管M2的漏極通過(guò)電阻Rn與地對(duì)接，MOS管M2的漏極還與第一啟動(dòng)電流輸出端口o2連接。

MOS管M3的漏極通過(guò)電阻Rp與地對(duì)接，MOS管M3的漏極還與第二啟動(dòng)電流輸出端口o3連接。

它還包括電阻R1、MOS管M8和MOS管M9。

MOS管M8的柵極與MOS管M9的柵極連接，組成第三電流鏡像單元，MOS管M8的源極與地對(duì)接，MOS管M8的漏極通過(guò)電阻R1與電源電壓VDD連接。

MOS管M9的源極與地對(duì)接，MOS管M9的漏極與MOS管M1的漏極連接。

一種具有無(wú)過(guò)沖特性的帶隙基準(zhǔn)電路，它包括如上所述的啟動(dòng)電路、帶隙基準(zhǔn)核心電路和基準(zhǔn)電壓輸出電路。

所述的帶隙基準(zhǔn)核心電路包括運(yùn)算放大器OP1、MOS管M5、MOS管M6、三極管Q1、三極管Q2、電阻Rd、電阻Rn和電阻Rp。

運(yùn)算放大器OP1的反相輸入端分別與MOS管M5的漏極、啟動(dòng)電路的第一啟動(dòng)電流輸出端o2和三級(jí)管Q1的發(fā)射極連接，運(yùn)算放大器OP1的反相輸入端還通過(guò)電阻Rn與地對(duì)接；

運(yùn)算放大器OP1的同相輸入端分別與MOS管M6的漏極和啟動(dòng)電路的第二啟動(dòng)電流輸出端o3連接，運(yùn)算放大器OP1的同相輸入端還通過(guò)電阻Rd與三極管Q2的發(fā)射極連接，運(yùn)算放大器OP1的同相輸入端還通過(guò)電阻Rp與地對(duì)接。

MOS管M5的柵極與MOS管M6的柵極連接，其交點(diǎn)為Y點(diǎn)，構(gòu)成第四電流鏡像單元，MOS管M5的源極和MOS管M6的源極均與電源電壓VDD連接，運(yùn)算放大器OP1的輸出端與Y點(diǎn)和反饋端口o1連接；三極管Q1的集電極、三極管Q1的基極、三極管Q2的集電極和三極管Q2的基極均與地對(duì)接。

所述的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路包括MOS管M7和電阻Rref。

MOS管M7的源極與電源電壓VDD連接，MOS管M7的漏極與基準(zhǔn)電壓輸出端連接，MOS管M7的漏極還通過(guò)電阻Rref與地對(duì)接，MOS管M7的柵極與Y點(diǎn)連接。

所述的MOS管M4的寬長(zhǎng)比與MOS管M5的寬長(zhǎng)比相同。

所述的三極管Q2的發(fā)射極面積是三極管Q1的發(fā)射極面積的N倍。

所述的電阻Rn和電阻Rp的阻值相同。

本發(fā)明的有益效果是：

1）本發(fā)明所提出的啟動(dòng)電路可通過(guò)兩路啟動(dòng)電流使受控電路偏離零電流啟動(dòng)狀態(tài)，且兩路啟動(dòng)電流逐漸增大，不會(huì)發(fā)生瞬變，使得受控電路不會(huì)發(fā)生過(guò)沖。通過(guò)反饋端口o1接收受控電路的反饋信號(hào)，并逐漸抬高X點(diǎn)的電壓，使得電流In和電流Ip逐漸減小至零值，啟動(dòng)電路停止輸出啟動(dòng)電流，受控電路進(jìn)入正常工作模式。

2）本發(fā)明所提出的帶隙基準(zhǔn)電路可通過(guò)兩路啟動(dòng)電流使帶隙基準(zhǔn)電路偏離零電流啟動(dòng)狀態(tài)，且電流In和電流Ip逐漸增大，不會(huì)發(fā)生瞬變，使得帶隙基準(zhǔn)電流不會(huì)發(fā)生過(guò)沖。通過(guò)反饋端口o1接收帶隙基準(zhǔn)電路的反饋信號(hào)，并逐漸抬高X點(diǎn)的電壓，使得電流In和電流Ip逐漸減小至零值，啟動(dòng)電路停止輸出啟動(dòng)電流，帶隙基準(zhǔn)電路進(jìn)入正常工作模式。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中無(wú)過(guò)沖啟動(dòng)電路的電路原理圖；

圖2為本發(fā)明中無(wú)過(guò)沖帶隙啟動(dòng)電路的電路原理圖；

圖3為本發(fā)明中無(wú)過(guò)沖帶隙啟動(dòng)電路的仿真效果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

（一）無(wú)過(guò)沖啟動(dòng)電路

如圖1所示，一種具有無(wú)過(guò)沖特性的啟動(dòng)電路，它包括MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、電阻Rn和電阻Rp。

MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4的源極與電源電壓VDD連接。

MOS管M1的柵極與MOS管M2的柵極連接，組成第一電流鏡像單元。

MOS管M1的柵極與MOS管M3的柵極連接，組成第二電流鏡像單元。

MOS管M1的漏極分別與MOS管M1的柵極和MOS管M4的漏極連接，MOS管M4的柵極與反饋端口o1連接。

MOS管M2的漏極通過(guò)電阻Rn與地對(duì)接，MOS管M2的漏極還與第一啟動(dòng)電流輸出端口o2連接。

MOS管M3的漏極通過(guò)電阻Rp與地對(duì)接，MOS管M3的漏極還與第二啟動(dòng)電流輸出端口o3連接。

它還包括電阻R1、MOS管M8和MOS管M9。

MOS管M8的柵極與MOS管M9的柵極連接，組成第三電流鏡像單元，MOS管M8的源極與地對(duì)接，MOS管M8的漏極通過(guò)電阻R1與電源電壓VDD連接。

MOS管M9的源極與地對(duì)接，MOS管M9的漏極與MOS管M1的漏極連接。

當(dāng)啟動(dòng)電路上電后，第一電流鏡像單元開(kāi)始工作，MOS管M2通過(guò)第一啟動(dòng)電流輸出端口o2輸出電流In至受控電路，第二電流鏡像單元開(kāi)始工作，MOS管M3通過(guò)第二啟動(dòng)電流輸出端口o3輸出電流Ip至受控電路，其中，由于MOS管M2和MOS管M3的寬長(zhǎng)比值不一樣，MOS管M2的寬長(zhǎng)比值大于MOS管M3的寬長(zhǎng)比值，所以電流In的值大于電流Ip的值。

本發(fā)明可通過(guò)兩路啟動(dòng)電流使受控電路偏離零電流啟動(dòng)狀態(tài)，且電流In和電流Ip逐漸增大，不會(huì)發(fā)生瞬變，使得受控電路不會(huì)發(fā)生過(guò)沖。MOS管M4通過(guò)反饋端口o1與受控電路連接，流過(guò)MOS管M4的電流逐漸增大，并逐漸抬高X點(diǎn)的電壓，而MOS管M9的電流不變，隨著帶隙電路趨于正常工作，MOS管M1的電流減小，MOS管M2和MOS管M3的鏡像電流也減小，電流In和電流Ip逐漸減小至零值，啟動(dòng)電路停止輸出啟動(dòng)電流，受控電路進(jìn)入正常工作模式。

（二）無(wú)過(guò)沖帶隙基準(zhǔn)電路

如圖2所示，一種具有無(wú)過(guò)沖特性的帶隙基準(zhǔn)電路，它包括如上所述的啟動(dòng)電路、帶隙基準(zhǔn)核心電路和基準(zhǔn)電壓輸出電路。

所述的帶隙基準(zhǔn)核心電路包括運(yùn)算放大器OP1、MOS管M5、MOS管M6、三極管Q1、三極管Q2、電阻Rd、電阻Rn和電阻Rp。

運(yùn)算放大器OP1的反相輸入端分別與MOS管M5的漏極、啟動(dòng)電路的第一啟動(dòng)電流輸出端o2和三級(jí)管Q1的發(fā)射極連接，運(yùn)算放大器OP1的反相輸入端還通過(guò)電阻Rn與地對(duì)接；

運(yùn)算放大器OP1的同相輸入端分別與MOS管M6的漏極和啟動(dòng)電路的第二啟動(dòng)電流輸出端o3連接，運(yùn)算放大器OP1的同相輸入端還通過(guò)電阻Rd與三極管Q2的發(fā)射極連接，運(yùn)算放大器OP1的同相輸入端還通過(guò)電阻Rp與地對(duì)接。

MOS管M5的柵極與MOS管M6的柵極連接，其交點(diǎn)為Y點(diǎn)，構(gòu)成第四電流鏡像單元，MOS管M5的源極和MOS管M6的源極均與電源電壓VDD連接，運(yùn)算放大器OP1的輸出端與Y點(diǎn)和反饋端口o1連接；三極管Q1的集電極、三極管Q1的基極、三極管Q2的集電極和三極管Q2的基極均與地對(duì)接。

所述的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路包括MOS管M7和電阻Rref。

MOS管M7的源極與電源電壓VDD連接，MOS管M7的漏極與基準(zhǔn)電壓輸出端連接，MOS管M7的漏極還通過(guò)電阻Rref與地對(duì)接，MOS管M7的柵極與Y點(diǎn)連接。

所述的MOS管M4的寬長(zhǎng)比與MOS管M5的寬長(zhǎng)比相同，即(W/L)_M4=(W/L)_M5，W/L為MOS管的導(dǎo)電溝道的寬長(zhǎng)比。

所述的三極管Q2的發(fā)射極面積是三極管Q1的發(fā)射極面積的N倍，即Emitter_areaQ2=N×Emitter_areaQ1。

所述的電阻Rn和電阻Rp的阻值相同。

如圖3所示，圖3為無(wú)過(guò)沖帶隙啟動(dòng)電路的仿真效果圖，其中，第一個(gè)曲線表為在啟動(dòng)階段運(yùn)算放大器OP1的同相輸入端電壓Vfp和其反相輸入端電壓Vfn的狀態(tài)曲線圖；第二個(gè)曲線表為在啟動(dòng)階段Y點(diǎn)和X點(diǎn)的狀態(tài)曲線圖；第三個(gè)曲線表為在啟動(dòng)階段帶隙基準(zhǔn)電路輸出電壓Vref的狀態(tài)曲線圖；第四個(gè)曲線表為在啟動(dòng)階段啟動(dòng)電路第一啟動(dòng)電流輸出端口o2輸出電流In和第二啟動(dòng)電流輸出端口o3輸出電流Ip的狀態(tài)曲線圖。如三個(gè)曲線表所示，帶隙基準(zhǔn)電路輸出電壓Vref沒(méi)有過(guò)沖。

當(dāng)啟動(dòng)電路上電后，第一電流鏡像單元開(kāi)始工作，MOS管M2通過(guò)第一啟動(dòng)電流輸出端口o2輸出電流In至運(yùn)算放大器OP1的反相輸入端，第二電流鏡像單元開(kāi)始工作，MOS管M3通過(guò)第二啟動(dòng)電流輸出端口o3輸出電流Ip至運(yùn)算放大器OP1的同相輸入端，其中，電流In的值大于電流Ip的值，本發(fā)明可通過(guò)兩路啟動(dòng)電流使帶隙基準(zhǔn)電路偏離零電流啟動(dòng)狀態(tài)，且電流In和電流Ip逐漸增大，不會(huì)發(fā)生瞬變，使得帶隙基準(zhǔn)電流不會(huì)發(fā)生過(guò)沖。MOS管M4通過(guò)反饋端口o1與帶隙基準(zhǔn)電路連接，并逐漸抬高X點(diǎn)的電壓，使得電流In和電流Ip逐漸減小至零值，啟動(dòng)電路停止輸出啟動(dòng)電流，帶隙基準(zhǔn)電路進(jìn)入正常工作模式。