消除体效应的带隙基准源的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及集成电路设计领域，具体涉及一种消除体效应的带隙基准源。
【背景技术】
[0002] 在模拟集成电路和混合集成电路设计领域，基准电压源是非常重要的模块，常用 在模数转换器（ADC)、数模转换器（DAC)、DC-DC转换器以及功率放大器等电路系统中，它的 作用是为系统提供一个不随温度及电源电压变化的电压基准。
[0003] 自带隙基准电压源架构被提出以来，由于其优越的性能，带隙基准电压源被广泛 应用于很多系统之中，且针对该种架构提出了很多改进方案。但随着集成电路系统集成度 的不断增大，低电压与低功耗变得越来越重要。然而，带隙基准电压源由于需要大的电流而 造成功耗较大，并且在设计过程中需要使用电阻、二极管或者BJT晶体管来产生PTAT电压， 所以该器件均需要大的芯片面积。为了能使节能应用器件的其余电路兼容，带隙基准电压 源就要使用标准CMOS工艺，避免使用MOS管以外的器件。但是，后来提出的CMOS基准电 压源电路由于使用饱和区的CMOS，使得功耗过大，或者由于存在衬底调节效应，使得性能欠 佳。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是现有基准电压源性能欠佳的不足，提供一种消除体 效应的带隙基准源，其能够工作在亚阈值区。
[0005] 为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
[0006] 消除体效应的带隙基准源，包括启动电路，纳安基准电流产生电路，温度补偿电 路、第一电流镜、第二电流镜和第三电流镜；
[0007] 启动电路经第一电流镜连接到纳安基准电流产生电路；在基准电压源开启时提供 电流，使得基准电压源摆脱简并偏置点；
[0008] 温度补偿电路连接基准电压源，并分别与第一电流镜、第二电流镜和第三电流镜 相连；利用MOS的栅源电压具有负温度系数与MOS管的栅源电压差具有正温度系数的特性 进行相互调节，得到一个零温漂的参考电压；
[0009] 第一电流镜连接启动电路、温度补偿电路、纳安基准电流产生电路、第二电流镜和 第三电流镜；第二电流镜连接温度补偿电路、纳安基准电流产生电路和第一电流镜；第三 电流镜连接温度补偿电路、纳安基准电流产生电路和第一电流镜；3个电流镜复制基准电 流，为温度补偿电路提供电流偏置；
[0010] 纳安量级基准电流产生电路分别连接第一电流镜、第二电流镜和第三电流镜，利 用工作在亚阈值区MOS工作特性，产生纳安量级的基准电流，采用共源共栅电流镜，抑制电 源噪声，采用源极耦合差分对消除体效应的影响，为电流镜提供基准电流。
[0011] 上述方案中，启动电路包括第三十四MOS管、第三十五MOS管、第三十六MOS管、 第三十七MOS管和电容Cq。第三十七MOS管的栅极、电容Cq的下极板和第三十六MOS管 的源极连接到地GND ;第三十七MOS管的源极和第三十五MOS管的源极连接到电源VDD ;第 三十七MOS管的漏极、第三十四MOS管的栅极、第三十五MOS管的栅极、第三十六MOS管的 栅极和电容Cq的上极板连接；第三十五MOS管的漏极、第三十六MOS管的漏极和第三十四 MOS管的源极连接；第三十四MOS管的漏极连接到第一电流镜。
[0012] 上述方案中，纳安量级基准电流产生电路包括第三MOS管、第四MOS管、第五MOS 管、第六MOS管、第八MOS管和第九MOS管。第八MOS管的源极和第九MOS管的源极连接到 电源VDD ;第三MOS管的栅极和漏极与第八MOS管的栅极相连，并连接到第一电流镜；第八 MOS管的漏极、第三MOS管的源极和第四MOS管的源极相连，并连接到第二电流镜；第四MOS 管的漏极连接到第一电流镜；第四MOS管的栅极、第五MOS管的栅极和第五MOS管的漏极连 接到第一电流镜；第五MOS管的源极、第六MOS管的源极和第九MOS管的漏极连接到第三电 流镜；第六MOS管的栅极和漏极与第九MOS管的栅极相连，并连接到第一电流镜。
[0013] 上述方案中，温度补偿电路包括：第一 MOS管、第二MOS管、第七MOS管和电容C。 第一 MOS管的漏极、第一 MOS管的栅极和电容C的上极板相连，并连接到基准电压源和第二 电流镜；第一 MOS的源极、第二MOS管的源极和第七MOS管的漏极相连，并连接到第一电流 镜；第二MOS管的漏极和栅极连接，并连接到第七MOS管的栅极和第三电流镜；第七MOS管 的源极和电容下极板连接到地GND。
[0014] 上述方案中，第一电流镜包括第十MOS管、第^^一 MOS管、第十二MOS管、第十三 MOS管、第十四MOS管、第十五MOS管、第十六MOS管、第十七MOS管、第十八MOS管、第十九 MOS管、第二十MOS管、第二^^一 MOS管、第二十六MOS管、第二十七MOS管、第二十八MOS管 和第二十九MOS管。第^^一 MOS管的源极、第十三MOS管的源极、第十五MOS管的源极、第 十七MOS管的源极、第十九MOS管的源极和第二十一 MOS管的源极相连，并连接到温度补偿 电路中的第一 MOS的源极、第二MOS管的源极和第七MOS管的漏极；第^^一 MOS管的栅极、 第十三MOS管的栅极、第十五MOS管的栅极、第十七MOS管的栅极、第十九MOS管的栅极、第 二^^一 MOS管的栅极、第十五MOS管的漏极和第十四MOS管的源极相连；第十MOS管的源 极和第十一 MOS管的漏极相连；第十二MOS管的源极和第十三MOS管的漏极相连；第十六 MOS管的源极和第十七MOS管的漏极相连；第十八MOS管的源极和第十九MOS管的漏极相 连；第二十MOS管的源极和第二^^一 MOS管的漏极相连；第十MOS管的栅极、第十二MOS管 的栅极、第十四MOS管的栅极、第十六MOS管的栅极、第十八MOS管的栅极、第二十MOS管的 栅极、第十四MOS管的漏极和第二十八MOS管的漏极相连，并连接到启动电路中的第三十四 MOS管的漏极；第十六MOS管的漏极和第二十七MOS管的漏极相连；第十八MOS管的漏极 和第二十六MOS管的漏极相连；第二十六MOS管的栅极、第二十七MOS管的栅极、第二十八 MOS管的栅极、第二十九MOS管的栅极、第二十九MOS管的漏极和第十二MOS管的漏极；第 二十九MOS管的源极连接到纳安量级基准电流产生电路中的第三MOS管的栅极、第三MOS 管的漏极和第八MOS管的栅极；第二十八MOS管的源极连接到纳安量级基准电流产生电路 中的第四MOS管的漏极；第二十七MOS管的源极连接到纳安量级基准电流产生电路中的第 五MOS管的栅、漏极以及第四MOS管的栅极；第二十六MOS管的源极连接到纳安量级基准电 流产生电路中的第六MOS管的栅极、第六MOS管的漏极和第九MOS管的栅极；第十MOS管的 漏极连接到第二电流镜中的第三十一 MOS管的栅、漏极和第三十三MOS管的栅极；第二十 MOS管的漏极连接到第三电流镜中的第二十五MOS管的栅极、第二十五MOS管的漏极和第 二十三MOS管的栅极。
[0015] 上述方案中，第二电流镜包括第三十MOS管、第三^^一 MOS管、第三十二MOS管和 第三十三MOS管