一种宽电压范围低功耗自偏置启动电路的制作方法

本发明涉及一种宽电压范围低功耗自偏置启动电路，属于自偏置电路技术领域。

背景技术：

目前，自偏置电路在集成电路中有非常广泛的应用，它能够提供与电源电压基本无关的参考电压或电流。图1的β乘数参考（βmultiplierreference）电路是一种常用的参考电流产生电路，其包括按照图中连接状态进行连接的pmos管mp11、pmos管mp12、pmos管mp13、pmos管mp15、mos管mn11、mos管mn12、mos管mn13、mos管mn14、电阻r11以及电阻r12。

由于自偏置电路存在多个可能的稳定工作点，因此启动电路对于它的正常工作起着重要的作用。图1的左半部分是一种常用的启动电路。在电路未启动时，节点biasp为高。刚启动时，节点start开始通过mos管mn14放电电位变低。pmos管mp15开启对biasn充电，使mos管mn11/mn12开启产生电流，电路进入需要的自偏置工作点。此节点biasp逐渐变低，使pmos管mp13提供的电流逐渐超过mos管mn14接收的电流，使节点start电位逐渐升高把pmos管mp15关断。整个启动过程结束。

使用时，虽然自偏置电路本身的电流可以做到与电源电压无关，但启动电路的电流与电源电压强相关。电源电压升高时，iref电流也升高，可能使启动后pmos管mp15无法完全关断，影响最终电路的工作状态。另外，要达到低功耗的要求，启动电路中的电阻r12需要非常大的电阻值，增加了芯片的面积。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种宽电压范围低功耗自偏置启动电路，利用工作在截止状态的pmos管的漏电流产生启动电路的参考电流，解决启动电路工作电压范围有限的问题，同时实现低功耗并且避免使用大电阻。

为了实现上述目的，本发明采用的一种宽电压范围低功耗自偏置启动电路，采用工作在截止状态的pmos管的漏电流产生启动电路的参考电流。

一种宽电压范围低功耗自偏置启动电路，包括第三pmos管、第四pmos管和第五pmos管，所述第四pmos管的栅极与源极相连并接地，第四pmos管的漏极与第五pmos管的栅极、第三pmos管的漏极相连；第五pmos管的源极、第三pmos管的源极接电源，利用工作在截止状态的第四pmos管的漏电流产生启动电路的参考电流。

与现有技术相比，本发明利用工作在截止状态的pmos管的漏电流产生启动电路的参考电流，这个参考电流与电源电压无关，可以实现在宽的电压范围下工作，解决了启动电路工作电压范围有限的问题。同时，截止状态的pmos管的漏电流只有na量级，实现了低功耗，又不需要大电阻来产生这个小电流，减少了芯片面积，实现了低功耗并且避免使用大电阻。

最终，采用工作在截止状态的pmos管的漏电流产生启动电路的参考电流，该启动电路参考电流与电压无关，实现了宽电压范围工作。同时，不用大电阻实现na级的启动电路参考电流，实现低成本，低功耗。

附图说明

图1为现有常用的参考电流产生电路图；

图2为本发明的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

一种宽电压范围低功耗自偏置启动电路，其采用工作在截止状态的pmos管的漏电流产生启动电路的参考电流。

如图2所示，一种宽电压范围低功耗自偏置启动电路包括第三pmos管mp23、第四pmos管mp5和第五pmos管mp25，所述第四pmos管mp5的栅极与源极相连并接地，第四pmos管mp5的漏极与第五pmos管mp25的栅极、第三pmos管mp23的漏极相连；第五pmos管mp25的源极、第三pmos管mp23的源极接电源，利用工作在截止状态的第四pmos管mp5的漏电流产生启动电路的参考电流，即启动的参考电流由栅端和源端短接在一起的第四pmos管mp5产生。

对比图1和图2可见，图2利用第四pmos管mp5替换了图1中的mos管mn13、mn4和电阻r2，其他部件和它们之间的连接关系均保持不变。如整个电路包括第一pmos管mp21、第二pmos管mp22、第三pmos管mp23、第四pmos管mp5、第五pmos管mp25、第一mos管mn21、第二mos管mn22以及第一电阻r11，具体的连接方式图中可见，在此就不做赘述了。

本发明采用工作在在截止状态的pmos管的漏电流产生启动电路的参考电流。这个参考电流与电源电压无关，可以实现在宽的电压范围下工作。截止状态的pmos管的漏电流只有na量级，实现了低功耗，同时又不需要大电阻来产生这个小电流，减少了芯片面积。其中，pmos管工作在截止状态，但在深亚微米的集成电路工艺中采用较大的w/l比值，一定的漏电流是可实现的。最终，利用工作工作在在截止状态的pmos管的漏电流产生启动电路的参考电流，解决启动电路工作电压范围有限的问题，同时实现低功耗并且避免使用大电阻。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种宽电压范围低功耗自偏置启动电路，其采用工作在截止状态的PMOS管的漏电流产生启动电路的参考电流，可包括第三PMOS管、第四PMOS管和第五PMOS管，所述第四PMOS管的栅极与源极相连并接地，第四PMOS管的漏极与第五PMOS管的栅极、第三PMOS管的漏极相连；第五PMOS管的源极、第三PMOS管的源极接电源，利用工作在截止状态的第四PMOS管的漏电流产生启动电路的参考电流。本发明解决了启动电路工作电压范围有限的问题，同时实现低功耗并且避免使用大电阻。

技术研发人员：顾伯华;孔维新;张永生;胡永华;王彬;李建军
受保护的技术使用者：江苏稻源微电子有限公司
技术研发日：2017.08.30
技术公布日：2019.03.05