專利名稱：具有寬工作電壓范圍基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及集成電路中的啟動(dòng)電路，尤其涉及適合于高性能、寬工作電壓范 圍的基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)芯片的要求越來越高，在芯片的應(yīng)用過程中，人們希望電路的工作電 壓范圍盡量寬。而為了使這種具有寬工作電壓范圍的基準(zhǔn)電路在上電后能正常工作并達(dá)到 所需的電壓值，從而使基準(zhǔn)電路擺脫“簡(jiǎn)并”偏置點(diǎn)，則需要在基準(zhǔn)電路中設(shè)計(jì)啟動(dòng)電路。而 寬工作電壓范圍的基準(zhǔn)電路就需要比較適合的啟動(dòng)電路，一般情況下，啟動(dòng)電路可以由以 下兩種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)第一種是由大電阻串接二極管接法的NM0S去控制PM0S或NM0S組成；第二種是由二極管串接的PM0S和匪OS去控制PM0S或者匪OS組成。但從以上兩種結(jié)構(gòu)可看出，當(dāng)工作電壓范圍很寬時(shí)，要實(shí)現(xiàn)電路的啟動(dòng)功能，但又 不影響基準(zhǔn)的正常工作，如果考慮了工藝等偏差，那么就要增加串接的二極管個(gè)數(shù)，這樣不 僅增大了電路的面積，而且增加了芯片的成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是要解決上述技術(shù)問題，為寬工作電壓范圍的基準(zhǔn)電路設(shè)計(jì) 合適的啟動(dòng)電路，同時(shí)不會(huì)過多的增加芯片的成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出如下技術(shù)方案一種具有寬工作電壓范圍基準(zhǔn) 電路的啟動(dòng)電路，該啟動(dòng)電路包括晶體管M0，Ml, M2，M3，M4及M5，晶體管M0的漏極與晶體 管Ml的漏極相接，晶體管Ml的漏極及柵極與晶體管M2的柵極相接以形成電流鏡電路，晶 體管M2的漏極分別與晶體管M3及晶體管M4的漏極相接，而晶體管M4的漏極及柵極又與 晶體管M5的柵極相接以形成電流鏡電路，晶體管M3的柵極及晶體管M5的漏極與基準(zhǔn)電路 內(nèi)部的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)相接。其中，所述晶體管M0的源極接電源電壓，柵極接有偏置電壓。所述晶體管M0上通有一粗糙的電流。所述晶體管Ml及M3的寬長(zhǎng)比大于晶體管M2的寬長(zhǎng)比。在基準(zhǔn)電路啟動(dòng)的過程中，當(dāng)晶體管M0上有電流流過時(shí)，電流經(jīng)晶體管Ml鏡像到 晶體管M2，再由晶體管M4鏡像到晶體管M5，然后流過晶體管M5的電流流入基準(zhǔn)電路。所述晶體管M3的柵極與基準(zhǔn)電路內(nèi)部的反饋回路形成電流鏡電路。在基準(zhǔn)電路啟動(dòng)的過程中，從基準(zhǔn)電路內(nèi)部鏡像到晶體管M3的鏡像電流很小，而 在基準(zhǔn)電路正常工作時(shí)，從基準(zhǔn)電路內(nèi)部鏡像到晶體管M3的鏡像電流較大。以從基準(zhǔn)電路內(nèi)部鏡像到晶體管M3的鏡像電流大于從晶體管Ml鏡像到晶體管M2 的電流為優(yōu)。所述晶體管M0，M3，M4，M5為PM0S晶體管，晶體管Ml，M2為匪OS晶體管。[0016]本實(shí)用新型利用從晶體管Ml鏡像到晶體管M2，以及從基準(zhǔn)電路內(nèi)部鏡像到晶體 管M3的鏡像電流大小的差異來實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)，以及在基準(zhǔn)電路正常工作后不再受 啟動(dòng)電路的影響。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本使用新型的啟動(dòng)電路具有寬工作電壓范圍，電路容易 實(shí)現(xiàn)，并且可靠性高，性能好，占用芯片的面積小，成本低的優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型具有寬工作電壓范圍基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型含啟動(dòng)電路的具有寬工作電壓范圍基準(zhǔn)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示的具有寬工作電壓范圍基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)電路，其包括PM0S晶體管M0， M3，M4，M5以及NM0S晶體管Ml，M2，其中晶體管M0的源極接電源電壓，漏極與Ml的漏極相 接，Ml的柵極及漏極與M2的柵極相接以形成電流鏡電路，M2的漏極一方面與M3的漏極相 接，另一方面又與M4的漏極相接，而M4的柵極及漏極又與M5的柵極相接以形成電流鏡電 路，晶體管M3、M4、M5的源極分別接電源電壓，M1、M2的源極分別接地。晶體管M3的柵極和 M5的漏極又接到基準(zhǔn)電路內(nèi)部的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)。圖2為包含有圖1中啟動(dòng)電路部分的具有寬工作電壓范圍的基準(zhǔn)電路，將圖1的 啟動(dòng)電路中的M3的柵極接基準(zhǔn)電路的PM0S晶體管M4A的柵極，將M5的漏極接基準(zhǔn)電路的 NM0S晶體管M1A的漏極，該基準(zhǔn)電路的電源電壓為在4V 24V。在基準(zhǔn)電路啟動(dòng)時(shí)，晶體管M0需要一個(gè)偏置電壓vbias或一個(gè)粗糙的電流，該偏 置電壓vbias或粗糙的電流在電源電壓比較低時(shí)就能夠使M0上有電流流過，這種情況下， 流過M0的電流經(jīng)Ml鏡像到M2，再由M4鏡像到M5，然后流過M5的電流流入基準(zhǔn)電路內(nèi)部， 從而使基準(zhǔn)電路擺脫“簡(jiǎn)并”偏置點(diǎn)而正常工作。由于在基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)過程中，基準(zhǔn)電路尚未完全正常工作，M4A電流為零或比較 小，因此，由M4A鏡像到M3的電流為零或比較小，小于Ml鏡像到M2的電流，從而Ml鏡像到 M2的電流再通過M4鏡像到M5，從M5流入基準(zhǔn)電路內(nèi)部而使基準(zhǔn)電路啟動(dòng)。當(dāng)基準(zhǔn)電路正常工作后，由于從基準(zhǔn)電路內(nèi)部即M4A鏡像到M3的電流比較大，甚 至大于Ml鏡像到M2的電流，這種情況下，M2的電流不再會(huì)通過M4鏡像到M5，因而使得啟 動(dòng)電流不再對(duì)基準(zhǔn)電路產(chǎn)生影響了?；鶞?zhǔn)電路正常工作后，雖然電源電壓的變化范圍很寬， 但其輸出的基準(zhǔn)電壓源Vout的偏差很小，為后續(xù)電路提供了一個(gè)穩(wěn)定性較好的基準(zhǔn)電壓。為了實(shí)現(xiàn)電路在啟動(dòng)時(shí)從基準(zhǔn)電路內(nèi)部鏡像到M3的電流為零或比較小，以及在 啟動(dòng)后基準(zhǔn)電路在正常工作時(shí)，沒有啟動(dòng)電流流入基準(zhǔn)電路的內(nèi)部，在M0S管工藝參數(shù)相 同的情況下，即可通過模擬M1，M2和M3的寬長(zhǎng)比來實(shí)現(xiàn)。比如M1、M2和M3的寬長(zhǎng)比分別 是(6um/4um) *4、(6um/4um)和(60um/4um) *4，其中的*4表示對(duì)應(yīng)尺寸的4個(gè)M0S并聯(lián)， 這樣在電壓比較低即基準(zhǔn)電路沒有正常工作時(shí)，流過M2的電流是流過Ml電流的1/4，M4A 的寬長(zhǎng)比是(20um/4um)*2，于是基準(zhǔn)電路正常工作時(shí)，M4A鏡像到M3的電流是M4A電流的 6倍。這樣，使得從Ml鏡像到M2的電流變小，該電流的大小在電路啟動(dòng)時(shí)只要能達(dá)到使基 準(zhǔn)電路擺脫“簡(jiǎn)并”偏置點(diǎn)而正常工作即可；而在電路正常工作時(shí)，使得從基準(zhǔn)電路內(nèi)部鏡 像到M3的電流比較大，甚至大于Ml鏡像到M2的電流，保證M2的電流沒有通過M4鏡像到M5，即沒有啟動(dòng)電流流入基準(zhǔn)電路中。 本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可 能基于本實(shí)用新型的教示及揭示而作種種不背離本實(shí)用新型精神的替換及修飾，因此，本 實(shí)用新型保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本實(shí)用新型的替換 及修飾，并為本專利申請(qǐng)權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求一種具有寬工作電壓范圍基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)電路，其特征在于該啟動(dòng)電路包括晶體管M0，M1，M2，M3，M4及M5，晶體管M0的漏極與晶體管M1的漏極相接，晶體管M1的漏極及柵極與晶體管M2的柵極相接以形成電流鏡電路，晶體管M2的漏極分別與晶體管M3及晶體管M4的漏極相接，而晶體管M4的漏極及柵極又與晶體管M5的柵極相接以形成電流鏡電路，晶體管M3的柵極及晶體管M5的漏極與基準(zhǔn)電路內(nèi)部的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)相接。
2.如權(quán)利要求1所述的具有寬工作電壓范圍基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)電路，其特征在于所述 晶體管M0的源極接電源電壓，柵極接有偏置電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的具有寬工作電壓范圍基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)電路，其特征在于所述 晶體管M0上通有一粗糙的電流。
4.如權(quán)利要求1所述的具有寬工作電壓范圍基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)電路，其特征在于所述 晶體管Ml及M3的寬長(zhǎng)比大于晶體管M2的寬長(zhǎng)比。
5.如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的具有寬工作電壓范圍基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)電路，其特 征在于所述晶體管M0，M3，M4，M5為PM0S晶體管，晶體管Ml，M2為匪OS晶體管。
專利摘要本實(shí)用新型揭示一種具有寬工作電壓范圍基準(zhǔn)電路的啟動(dòng)電路，該啟動(dòng)電路包括晶體管M0，M1，M2，M3，M4及M5，晶體管M0的漏極與晶體管M1的漏極相接，晶體管M1的漏極及柵極與晶體管M2的柵極相接以形成電流鏡電路，晶體管M2的漏極分別與晶體管M3及晶體管M4的漏極相接，而晶體管M4的漏極及柵極又與晶體管M5的柵極相接以形成電流鏡電路，晶體管M3的柵極及晶體管M5的漏極與基準(zhǔn)電路內(nèi)部的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)相接。本實(shí)用新型的啟動(dòng)電路具有寬工作電壓范圍，電路容易實(shí)現(xiàn)，并且可靠性高，占用芯片的面積小，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05F3/26GK201616036SQ20092035001
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者徐君怡, 徐挺, 石萬文, 雷紅軍 申請(qǐng)人:蘇州市華芯微電子有限公司