一种物联网中的偏置电压产生电路的制作方法

本发明涉及偏置电压产生电路领域，尤其涉及一种物联网中的偏置电压产生电路。

背景技术：

在物联网和大多数无线通讯的应用中，相关接收电路或者发射电路等都是需要低功耗的，因此低功耗的偏置电压产生电路对整个应用来讲是非常关键和非常必要的。偏置电压电路作为模拟电路的重要部分，一般需要在一个较宽的温度范围内正常工作，因此不仅要求功耗低，还需要性能稳定，有较好的温度特性。传统的方式可以采用带隙基准电路进行设计，但是其功耗都是微瓦级别的，不属于低功耗设计范畴。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种物联网中的偏置电压产生电路，其拥有低功耗和较小的硅面积等优点。

为达上述及其它目的，本发明提供一种物联网中的偏置电压产生电路，其至少包括：

一微电流产生电路，其核心是mos管工作在亚阈值区，因此整体工作电流为低至纳安级的电流，功耗非常小；一基准产生电路，采用共源共栅结构，产生的偏置电压的精度也非常高，由于整个电路中并没有采用电阻，所以总体电路的面积也非常小。

本发明提出了一种物联网中的偏置电压产生电路，包括：一微电流产生电路，其核心是mos管工作在亚阈值区，因此整体工作电流为低至纳安级的电流，功耗非常小；一基准产生电路，采用共源共栅结构，产生的偏置电压的精度也非常高，由于整个电路中并没有采用电阻，所以总体电路的面积也非常小；其特征在于：所述微电流产生电路由第一pmos管pm1、第二pmos管pm2、第七pmos管pm7、第八nmos管nm8和第九nmos管nm9构成，pm1管和pm2管的源极都与电源电压vdd相连接，pm2的栅极与pm1的栅极、pm1的漏级、nm8的漏级相连接；pm2的漏级与nm8的栅极、pm7的栅极、pm7的源极、pm7的漏极相连接；nm8的源极与nm9的栅极、nm9的漏级相连接；pm7管的衬底接地，其中pm7管作为二极管使用；nm9的源极接地；所述基准产生电路由第三pmos管pm3、第四pmos管pm4、第五pmos管pm5、第六pmos管pm6,第一nmos管nm1、第二nmos管nm2、第三nmos管nm3、第四nmos管nm4、第五nmos管nm5、第六nmos管nm6、第七nmos管nm7构成；pm3管的源极、pm4管的源极、pm5管的源极、pm6管的源极都与电源电压vdd相连接；pm3管的栅极、pm4管的栅极、pm5管的栅极、pm6的栅极与pm2管的栅极连接在一起；pm3的漏级与nm6的漏级、nm6的栅极、nm7的栅极相连接；nm6的源极与nm7的漏级、nm5的源极相连接；nm7的源极接地；pm4的漏级与nm4的漏级、nm4的栅极、nm5的栅极相连接；nm4的源极与nm5的漏级、nm3的源极相连接；pm5的漏级与nm2的栅极、nm2的漏级、nm3的栅极相连接；nm2的源极与nm3的漏级、nm1的源极相连接；pm6的漏级与nm1的栅极、nm1的漏级相连接，其节点作为偏置电压vref的输出端；nm1管、nm2管、nm3管、nm4管、nm5管、nm6管、nm7管、nm8管和nm9管的衬底接地；pm1管、pm2管、pm3管、pm4管、pm5管和pm6管的衬底接vdd。

附图说明

构成

本技术：
的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种物联网中的偏置电压产生电路图；

图2为本发明pmos管pm7结构示意图。

具体实施方式

结合图1所示，在下面的实施例中，所述偏置电压产生电路，其至少包括：一微电流产生电路，其核心是mos管工作在亚阈值区，因此整体工作电流为低至纳安级的电流，功耗非常小；一基准产生电路，采用共源共栅结构，产生的偏置电压的精度也非常高，由于整个电路中并没有采用电阻，所以总体电路的面积也非常小。

所述的微电流产生电路由pmos管pm1、pm2、pm7，nmos管nm8、nm9构成，pm7作为一个正向的二极管，其电压为一个阈值电压，相当于nm8管和nm9管的栅源电压之和，那么就迫使nm8管进入亚阈值区，因此产生的电流ib为na级别的小电流。

图2是pm7管的结构示意图，p-substrate是p型衬底，n-well是pmos管的n阱，cathode是二极管的负极，anode是二极管的正极。pm7的栅极、源极、漏极相连作为二极管正极，衬底作为二极管负极，避免了使用大电阻引起的温度变化，也避免了使用寄生pnp，pm7正极-负极的电压等于nm8和nm9的栅源之间的电压和，因此nm8管进入了亚阈值区。

所述基准产生电路由pmos管pm3、pm4、pm5、pm6,nmos管nm1、nm2、nm3、nm4、nm5、nm6、nm7构成；nm1、nm2、nm3、nm4、nm5、nm6、nm7以自偏置方式串联在一起，nm6和nm7、nm4和nm5、nm2和nm3都处于相同的p阱中，都偏置在亚阈值区域内，并且它们都产生正温度系数电压；晶体管pm2、pm3、pm4和pm5尺寸相等，pm6的尺寸为pm2管的三倍，流过pm6的电流也是流过pm2管电流的三倍。

pm6管的漏级作为偏置电压vref的输出端，电流流过nm1管，在弱反型区工作的二极管连接晶体管nm1用作负温度系数电压，最终在vref出产生正负温度系数抵消的一个偏置电压值。

本发明提出了一种无阻抗的低功耗的偏置电压产生电路，与其他电路相比，电路中不利用bjt，结构更简单，电路中晶体管工作在亚阈值区域，显著降低了电源电压和功耗。该电路采用smic0.18μmcmos工艺设计，整个电路只有20na的电路，属于低功耗偏置电压电路，电路可以在低至1v的电源电压下工作，并在-25℃到125℃范围内提供750mv的输出电压，最大值和最小值之间的电压差仅为1.8mv。

虽然本发明利用具体的实施例进行说明，但是对实施例的说明并不限制本发明的范围。本领域内的熟练技术人员通过参考本发明的说明，在不背离本发明的精神和范围的情况下，容易进行各种修改或者可以对实施例进行组合，这些也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明专利公开了一种物联网中的偏置电压产生电路，包括：一微电流产生电路，其核心是MOS管工作在亚阈值区，因此整体工作电流为低至纳安级的电流，功耗非常小；一基准产生电路，采用共源共栅串联结构，产生的偏置电压的精度也非常高，受温度影响较小，由于整个电路中并没有采用电阻，所以总体电路的面积也非常小。

技术研发人员：陈磊
受保护的技术使用者：丹阳恒芯电子有限公司
技术研发日：2017.10.25
技术公布日：2018.04.10