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1、(10)申请公布号 CN 102193572 A (43)申请公布日 2011.09.21 CN 102193572 A *CN102193572A* (21)申请号 201010131284.X (22)申请日 2010.03.11 G05F 1/56(2006.01) (71)申请人 株式会社理光 地址 日本国东京都大田区中马込1丁目3番 6 号 (72)发明人 洪诚 (74)专利代理机构 上海市华诚律师事务所 31210 代理人 杨暄 吕静姝 (54) 发明名称 基准电压产生电路 (57) 摘要 本发明的基准电压产生电路， 包括基准电压 产生和比较单元， 驱动单元， M 个驱动单元替补电。
2、 路， 基准电压产生和比较单元产生基准电压， 从基 准电压产生电路的输出端输出的电压作为负反 馈电压输入到基准电压产生和比较单元中， 与基 准电压产生和比较单元产生的基准电压进行比较 后， 从基准电压产生和比较单元的输出端输出到 驱动单元和 M 个驱动单元替补电路， 当基准电压 产生电路的电源电压不同时， 由驱动单元和 M 个 驱动单元替补电路中的至少一个加以驱动后输出 到基准电压产生电路的输出端， 使基准电压产生 电路的输出端输出的电压稳定在基准电压产生和 比较单元产生的基准电压上， 其中， M 是大于等于 1 的整数。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)。
3、发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 9 页 附图 5 页 CN 102193579 A1/3 页 2 1. 一种基准电压产生电路， 包括基准电压产生和比较单元以及驱动单元， 基准电压产 生和比较单元产生基准电压， 基准电压产生和比较单元的输出端连接驱动单元， 从基准电 压产生电路的输出端输出的电压作为负反馈电压输入到基准电压产生和比较单元中， 与基 准电压产生和比较单元产生的基准电压进行比较后， 从基准电压产生和比较单元的输出端 输出到驱动单元， 当基准电压产生电路的电源电压大于第一接通电压时， 由驱动单元加以 驱动后从驱动单元的输出端输出到基准电压产生电路的输出端， 使基准电压产生电路。
4、的输 出端输出的电压稳定在基准电压产生和比较单元产生的基准电压上， 其特征在于， 该基准电压产生电路进一步包括连接基准电压产生和比较单元的输出端的 M 个驱动 单元替补电路， 从第一个驱动单元替补电路至第 M 个驱动单元替补电路分别对应从第一接 通电压至第 M 接通电压， 从第一接通电压至第 M 接通电压依次逐个递减， 第 N 个驱动单元替 补电路在基准电压产生电路的电源电压小于第 N 接通电压时被接通工作， 从基准电压产生电路的输出端输出的电压作为负反馈电压输入到基准电压产生和比 较单元中， 与基准电压产生和比较单元产生的基准电压进行比较后， 从基准电压产生和比 较单元的输出端输出到 M 个。
5、驱动单元替补电路， 当基准电压产生电路的电源电压小于第 N 接通电压时， 至少由第N个驱动单元替补电路加以驱动后， 至少从第N个驱动单元替补电路 的输出端输出到基准电压产生电路的输出端， 其中， M 是大于等于 1 的整数， N 是大于等于 1 且小于等于 M 的整数。 2. 如权利要求 1 所述的基准电压产生电路， 其特征在于， 每一个驱动单元替补电路包 括替补驱动单元， 切换单元以及切换控制单元， 其中， 切换单元的一个输入端连接基准电压产生电路的电源电压， 切换控制单元的输出端连 接切换单元的另一个输入端， 切换单元的输出端连接替补驱动单元的电源接入端， 基准电 压产生和比较单元的输出端。
6、连接替补驱动单元的控制端， 替补驱动单元的输出端连接基准 电压产生电路的输出端， 当基准电压产生电路的电源电压小于第 N 接通电压时， 至少在第 N 个驱动单元替补电 路中， 从切换控制单元的输出端输出控制电压， 控制切换单元将替补驱动单元与基准电压 产生电路的电源电压连通， 使替补驱动单元被接通工作。 3. 如权利要求 1 所述的基准电压产生电路， 其特征在于， 每一个驱动单元替补电路包 括替补驱动单元， 切换单元以及切换控制单元， 其中， 替补驱动单元的电源接入端连接基准电压产生电路的电源电压， 基准电压产生和比较 单元的输出端连接替补驱动单元的控制端， 替补驱动单元的输出端连接切换单元的。
7、一个输 入端， 切换控制单元的输出端连接切换单元的另一个输入端， 切换单元的输出端连接基准 电压产生电路的输出端， 当基准电压产生电路的电源电压小于第 N 接通电压时， 至少在第 N 个驱动单元替补电 路中， 从切换控制单元的输出端输出控制电压， 控制切换单元将替补驱动单元与基准电压 产生电路的输出端连通， 使替补驱动单元被接通工作。 4. 如权利要求 2 或 3 所述的基准电压产生电路， 其特征在于， 每一个驱动单元替补电路中的切换控制单元包括电流镜电路， 电压下拉电路以及接通 电压控制电路， 电流镜电路的两个输入端连接基准电压产生电路的电源电压， 电流镜电路的一个输出 权 利 要 求 书 。
8、CN 102193572 A CN 102193579 A2/3 页 3 端与电压下拉电路的一个输入端相连并作为切换控制单元的输出端， 电流镜电路的另一个 输出端经由接通电压控制电路连接电压下拉电路的另一个输入端。 5. 如权利要求 4 所述的基准电压产生电路， 其特征在于， 在每一个驱动单元替补电路 中的切换控制单元中， 电压下拉电路由电流源电路、 电流源电路产生的镜像电流源电路和 下拉电阻中的任意一个构成。 6. 如权利要求 4 所述的基准电压产生电路， 其特征在于， 在每一个驱动单元替补电路 中的切换控制单元中， 电流镜电路由类型相同的第一场效应晶体管和第二场效应晶体管构成， 其中， 第。
9、一场 效应晶体管和第二场效应晶体管的源极连接基准电压产生电路的电源电压， 第一场效应晶 体管和第二场效应晶体管的栅极相连并连接第二场效应晶体管的漏极， 接通电压控制电路由一个场效应晶体管或多个级联的场效应晶体管构成， 其中， 每一 个场效应晶体管的栅极和漏极相连， 电压下拉电路由第三耗尽型场效应晶体管和第四耗尽型场效应晶体管构成， 其中， 第 三耗尽型场效应晶体管的源极和栅极接地， 第三耗尽型场效应晶体管的漏极与电流镜电路 中的第一场效应晶体管的漏极相连作为切换控制单元的输出端， 第四耗尽型场效应晶体管 的源极和栅极接地， 第四耗尽型场效应晶体管的漏极与接通电压控制电路的输出端相连， 每一个驱。
10、动单元替补电路的接通电压等于构成接通电压控制电路的场效应晶体管和 构成电流镜电路的第二场效应晶体管的阈值电压的总和。 7. 如权利要求 2 或 3 所述的基准电压产生电路， 其特征在于， 在基准电压产生电路的电源电压和地之间连接一个分压电路， 该分压电路具有与驱动 单元替补电路的数量相同的M个分压输出端， M个分压输出端分别输出依次逐个递增的M个 输出电压， 从第一个驱动单元替补电路至第 M 个驱动单元替补电路的切换控制单元的一个 输入端依次连接输出的电压依次逐个递增的一个分压输出端， 每一个驱动单元替补电路中 的切换控制单元的另一个输入端连接一个参考电压， 切换控制单元对从两个输入端输入的 。
11、电压进行比较后从切换控制单元的输出端向切换单元输出控制电压， 其中每一个驱动单元替补电路中的切换控制单元的另一个输入端连接的参考电压等 于该驱动单元替补电路的接通电压与该驱动单元替补电路中的切换控制单元的一个输入 端连接的分压输出端的分压系数的乘积， 每一个分压输出端的分压系数等于该分压输出端 输出的电压占电源电压的比例。 8. 如权利要求 7 所述的基准电压产生电路， 其特征在于， 每一个驱动单元替补电路中 的切换控制单元的另一个输入端连接基准电压产生电路的输出端。 9. 如权利要求 1 所述的基准电压产生电路， 其特征在于， 驱动单元和每一个替补驱动 单元由具有不同阈值电压的晶体管构成。 。
12、10. 如权利要求 9 所述的基准电压产生电路， 其特征在于， 从第一个驱动单元替补电路 至第 M 个驱动单元替补电路， 构成各驱动单元替补电路中的替补驱动单元的晶体管的阈值 电压依次逐渐递减， 构成驱动单元的晶体管的阈值电压大于构成第一个替补驱动单元的晶体管的阈值电 压。 11. 如权利要求 1 所述的基准电压产生电路， 其特征在于， 权 利 要 求 书 CN 102193572 A CN 102193579 A3/3 页 4 在每一个驱动单元替补电路中， 切换单元由晶体管构成。 权 利 要 求 书 CN 102193572 A CN 102193579 A1/9 页 5 基准电压产生电路 。
13、技术领域 0001 本发明涉及一种基准电压产生电路， 特别是涉及一种在电源电压较低时仍然能够 产生恒定基准电压同时保持一定驱动能力的基准电压产生电路。 背景技术 0002 基准电压在电子线路中应用越来越广， 在电子线路中起着非常关键的作用， 因此 迫切需要能够产生高稳定度的基准电压同时具有一定驱动能力的基准电压产生电路。 0003 图 1 所示的是现有技术中的基准电压产生电路的电路结构图。在图 1 所示的基准 电压产生电路中， VDDA 表示基准电压产生电路的电源电压， VREF 表示基准电压产生电路的 输出端输出的电压。该电路产生基准电压的基本原理如下 ： 0004 晶体管 ND1 是 N 。
14、沟道耗尽型场效应晶体管， 晶体管 ND1 作为电流源， 当晶体管 ND1 工作在饱和区时， 由于晶体管 ND1 的栅极和源极相连， 因此流过晶体管 ND1 的漏极电流 Id_ ND1 K_ND1(Vgs_ND1-Vth_ND1)2。其中， Vgs_ND1 是晶体管 ND1 的栅极和源极之间的电 压， Vth_ND1 是晶体管 ND1 的阈值电压， K_ND1 0.5nCoxW/L， n 是载流子迁移 率， W 是晶体管 ND1 的沟道宽度， L 是晶体管 ND1 的沟道长度， Cox 是单位面积的栅氧化层电 容。 0005 晶体管 N1 是 N 沟道增强型场效应晶体管， 当晶体管 N1 工作在。
15、饱和区时， 流过晶体 管 N1 的漏极电流 Id_N1 K_N1(Vgs_N1-Vth_N1)2。其中， Vgs_N1 是晶体管 N1 的栅极和 源极之间的电压， Vth_N1 是晶体管 N1 的阈值电压， K_N1 0.5nCoxW/L， n 是载 流子迁移率， W 是晶体管 N1 的沟道宽度， L 是晶体管 N1 的沟道长度， Cox 是单位面积的栅 氧化层电容。由于晶体管 N1 的源极接地， 因此晶体管 N1 的栅极和源极之间的电压 Vgs_N1 就等于晶体管 N1 的栅极电压 Vg_N1， 所以流过晶体管 N1 的漏极电流 Id_N1 K_N1(Vg_ N1-Vth_N1)2。 000。
16、6 晶体管 P1、 P2 构成电流镜电路， 流过晶体管 P1、 P2 的电流相等， 也就是说， 流过 晶体管 ND1 的漏极电流 Id_ND1 等于流过晶体管 N1 的漏极电流 Id_N1， 即 K_ND1(Vgs_ ND1-Vth_ND1)2K_N1(Vg_N1-Vth_N1)2。 因此， Vg_N1(K1/K2)(Vth_ND1)21/2+Vth_ N1。可见， 晶体管 N1 的栅极电压 Vg_N1 是不受该基准电压产生电路的电源电压影响的恒定 电压。 0007 从该基准电压产生电路的输出端输出的电压 VREF 作为负反馈电压输入到晶体管 N1 的栅极， 与晶体管 N1 的栅极电压 Vg_。
17、N1 进行比较后， 从晶体管 N1 的栅极输出到晶体管 N2， 由晶体管N2加以驱动后从晶体管N2的源极输出到该基准电压产生电路的输出端， 使该 基准电压产生电路的输出端输出的电压 VREF 稳定在晶体管 N1 的栅极电压上， 同时从晶体 管 N2 向该基准电压产生电路的输出端输出驱动电流， 使该基准电压产生电路具有一定的 驱动能力。 0008 理想的基准电压产生电路应不受电源电压的影响， 都能够产生恒定的基准电压 同时保持一定驱动能力。但是在图 1 所示的基准电压产生电路中， 从该基准电压产生 说 明 书 CN 102193572 A CN 102193579 A2/9 页 6 电路的输出端。
18、输出的电压 VREF 会受到该基准电压产生电路中的开环增益的影响， VREF Vg_N1/(1+1/Av)， 其中， Av 是该基准电压产生电路中的开环增益， Av 由两部分构成 ： AV1 gm_N1(gm_P4+gmb_P4)r0_P4r0_P2， AV2 gm_N2/(Iout/VREF)+gm_N2)， AV AV1AV2， 这里， gm_N1 是晶体管 N1 的跨导， gm_P4 是晶体管 P4 的跨导， gmb_P4 是晶体 管 P4 的体效应跨导， r0_P4 是晶体管 P4 的等效电阻， r0_P2 是晶体管 P2 的等效电阻， gm_N2 是晶体管N2的跨导， Iout是该基。
19、准电压产生电路的输出端输出的驱动电流， VREF是该基准 电压产生电路的输出端输出的电压。由于 Av2 1， 所以 Av AV1， 即 Av gm_N1(gm_ P4+gmb_P4)r0_P4r0_P2。在理想情况下， 该基准电压产生电路中的开环增益趋向无穷 大， 这样使得该基准电压产生电路的输出端输出的电压 VREF 稳定在晶体管 N1 的栅极电压 上。但是当电源电压下降到较低值时， 在保持从晶体管 N2 向该基准电压产生电路的输出端 输出的驱动电流不变的情况下， 晶体管 N2 的栅极电压也将保持不变， 这样由于电源电压下 降致使电源电压和晶体管 N2 的栅极之间的电压下降， 也就是晶体管 。
20、P2、 P4 的源极和漏极 之间的电压下降， 从而使得晶体管 P2、 P4 从饱和区进入线性区。当晶体管 P2、 P4 从饱和区 进入线性区后， 晶体管 P2、 P4 的跨导和等效电阻都将变小， 致使该基准电压产生电路的开 环增益 Av 明显下降， 结果从该基准电压产生电路的输出端输出的电压 VREF 下降。由此可 见， 图 1 所示的现有基准电压产生电路在电源电压下降到较低值时不能产生恒定基准电压 同时保持一定驱动能力。 发明内容 0009 本发明的目的是针对现有技术中存在的上述缺陷， 提供一种在电源电压较低时仍 然能够产生恒定基准电压同时保持一定驱动能力的基准电压产生电路。 0010 本发。
21、明的基准电压产生电路， 包括基准电压产生和比较单元以及驱动单元， 基准 电压产生和比较单元产生基准电压， 基准电压产生和比较单元的输出端连接驱动单元， 当 基准电压产生电路的电源电压大于第一接通电压时， 从基准电压产生电路的输出端输出的 电压作为负反馈电压输入到基准电压产生和比较单元中， 与基准电压产生和比较单元产生 的基准电压进行比较后， 从基准电压产生和比较单元的输出端输出到驱动单元， 由驱动单 元加以驱动后从驱动单元的输出端输出到基准电压产生电路的输出端， 使基准电压产生电 路的输出端输出的电压稳定在基准电压产生和比较单元产生的基准电压上， 该基准电压产 生电路进一步包括连接基准电压产生。
22、和比较单元的输出端的 M 个驱动单元替补电路， 从第 一个驱动单元替补电路至第 M 个驱动单元替补电路分别对应从第一接通电压至第 M 接通 电压， 从第一接通电压至第M接通电压依次逐个递减， 第N个驱动单元替补电路在基准电压 产生电路的电源电压小于第 N 接通电压时被接通工作， 从基准电压产生电路的输出端输出 的电压作为负反馈电压输入到基准电压产生和比较单元中， 与基准电压产生和比较单元产 生的基准电压进行比较后， 从基准电压产生和比较单元的输出端输出到 M 个驱动单元替补 电路， 当基准电压产生电路的电源电压小于第N接通电压时， 至少由第N个驱动单元替补电 路加以驱动后， 至少从第 N 个驱。
23、动单元替补电路的输出端输出到基准电压产生电路的输出 端， 其中， M 是大于等于 1 的整数， N 是大于等于 1 且小于等于 M 的整数。 0011 由于本发明的基准电压产生电路包括具有不同工作特性的多个驱动单元替补电 路， 根据电源电压值的变化， 由工作特性适合不同电源电压值的驱动单元替补电路进行工 说 明 书 CN 102193572 A CN 102193579 A3/9 页 7 作， 而不是像现有技术那样在任何电源电压值的情况下都由同一个驱动单元来工作， 因此 即使电源电压较低时， 本发明的基准电压产生电路仍然能够产生恒定基准电压同时保持一 定驱动能力。 附图说明 0012 图 1 。
24、表示现有技术中的基准电压产生电路的电路结构图。 0013 图 2 表示本发明的基准电压产生电路的框图。 0014 图 3 表示本发明的基准电压产生电路中的驱动单元替补电路的具体组成以及与 其他单元之间的关系的框图。 0015 图 4 表示本发明的第一实施例的基准电压产生电路的电路结构图。 0016 图 5 表示本发明的第二实施例的基准电压产生电路的电路结构图。 0017 图 6 表示本发明与图 1 所示的现有技术的输出电压和电源电压的曲线图。 具体实施方式 0018 图 2 表示本发明的基准电压产生电路的框图。如图 2 所示， 本发明的基准电压产 生电路包括 ： 基准电压产生和比较单元1， 驱。
25、动单元2， 以及M个驱动单元替补电路212M， 其中， M 是大于等于 1 的整数。 0019 基准电压产生和比较单元 1 产生基准电压， 基准电压产生和比较单元 1 的输出端 连接驱动单元2和M个驱动单元替补电路212M， 驱动单元2的输出端连接基准电压产生 电路的输出端， 从基准电压产生电路的输出端输出的电压作为负反馈电压输入到基准电压 产生和比较单元1中， 与基准电压产生和比较单元1产生的基准电压进行比较后， 从基准电 压产生和比较单元 1 的输出端输出到驱动单元 2， 当基准电压产生电路的电源电压大于第 一接通电压时， 由驱动单元 2 加以驱动后从驱动单元 2 的输出端输出到基准电压产。
26、生电路 的输出端， 使基准电压产生电路的输出端输出的电压稳定在基准电压产生和比较单元 1 产 生的基准电压上。 0020 从第一个驱动单元替补电路 21 至第 M 个驱动单元替补电路 2M 分别对应从第一接 通电压至第 M 接通电压， 从第一接通电压至第 M 接通电压依次逐个递减， 第 N 个驱动单元替 补电路 2N 在基准电压产生电路的电源电压小于第 N 接通电压时被接通工作， N 是大于等于 1 且小于等于 M 的整数。 0021 从基准电压产生电路的输出端输出的电压作为负反馈电压输入到基准电压产生 和比较单元1中， 与基准电压产生和比较单元1产生的基准电压进行比较后， 从基准电压产 生和。
27、比较单元 1 的输出端输出到 M 个驱动单元替补电路 21 2M， 当基准电压产生电路的 电源电压小于第 N 接通电压时， 至少由第 N 个驱动单元替补电路 2N 加以驱动后， 至少从第 N 个驱动单元替补电路 2N 的输出端输出到基准电压产生电路的输出端， 使基准电压产生电 路的输出端输出的电压稳定在基准电压产生和比较单元 1 产生的基准电压上。 0022 图 3 表示本发明的基准电压产生电路中的驱动单元替补电路的具体组成以及与 其他单元之间的关系的框图。如图 3 所示， 每一个驱动单元替补电路包括替补驱动单元， 切 换单元以及切换控制单元。其中， 切换单元的一个输入端连接基准电压产生电路的。
28、电源电 压， 切换控制单元的输出端连接切换单元的另一个输入端， 切换单元的输出端连接替补驱 说 明 书 CN 102193572 A CN 102193579 A4/9 页 8 动单元的电源接入端， 基准电压产生和比较单元 1 的输出端连接替补驱动单元的控制端， 替补驱动单元的输出端连接基准电压产生电路的输出端。 0023 当基准电压产生电路的电源电压小于第 N 接通电压时， 至少在第 N 个驱动单元替 补电路 2N 中， 从切换控制单元 4N 的输出端向切换单元 3N 输出控制电压， 控制切换单元 3N 将替补驱动单元5N与基准电压产生电路的电源电压连通， 使替补驱动单元5N被接通工作。 0。
29、024 下面将参考附图详细描述本发明的具体实施例。 0025 图4表示本发明的第一实施例的基准电压产生电路的电路结构图。 如图4所示， 在 本发明的第一实施例中， 基准电压产生和比较单元 1 包括 P 沟道场效应晶体管 P1、 P2、 P3、 P4， N 沟道耗尽型场效应晶体管 ND1、 ND2、 ND3， 以及 N 沟道增强型场效应晶体管 N1， 驱动单 元 2 包括具有较低阈值电压的 N 沟道增强型场效应晶体管 N2。基准电压产生和比较单元 1 和驱动单元 2 的电路结构与图 1 所示的现有技术相同， 本发明的改进之处在于驱动单元替 补电路的设计。下面详细描述驱动单元替补电路的结构和工作原。
30、理。 0026 在第一个驱动单元替补电路中， 替补驱动单元由晶体管 N11 构成， 其中晶体管 N11 是 N 沟道增强型场效应晶体管 ； 切换单元由晶体管 SW1 构成， 其中晶体管 SW1 是 P 沟道场 效应晶体管 ； 切换控制单元由晶体管 P11、 P12、 ND12、 ND13、 N12、 N13、 N14 构成， 其中晶体管 P11、 P12 是 P 沟道场效应晶体管， 晶体管 ND12、 ND13 是 N 沟道耗尽型场效应晶体管， 晶体管 N12、 N13、 N14 是 N 沟道增强型场效应晶体管。 0027 在切换控制单元中， 晶体管P11、 P12构成电流镜电路， 晶体管ND。
31、12、 ND13构成电压 下拉电路， 晶体管 N12、 N13、 N14 构成接通电压控制电路。 0028 电流镜电路的两个输入端连接基准电压产生电路的电源电压， 电流镜电路的一个 输出端与电压下拉电路的一个输入端相连并作为切换控制单元的输出端， 电流镜电路的另 一个输出端经由接通电压控制电路连接电压下拉电路的另一个输入端。 0029 具体来说， 在由晶体管 P11、 P12 构成的电流镜电路中， 晶体管 P11 和晶体管 P12 的 源极连接基准电压产生电路的电源电压， 晶体管 P11 和晶体管 P12 的栅极相连并连接晶体 管 P12 的漏极。在由晶体管 N12、 N13、 N14 构成的。
32、接通电压控制电路中， 每一个晶体管 N12、 N13、 N14的栅极和漏极相连， 晶体管N12的源极连接电压下拉电路中的晶体管ND13的漏极， 晶体管 N12 的漏极连接晶体管 N13 的源极， 晶体管 N13 的漏极连接晶体管 N14 的源极， 晶体 管 N14 的漏极连接电流镜电路中的晶体管 P12 的漏极。在由晶体管 ND12、 ND13 构成的电压 下拉电路中， 晶体管ND12的源极和栅极接地， 晶体管ND12的漏极与电流镜电路中的晶体管 P11 的漏极相连作为切换控制单元的输出端， 晶体管 ND13 的源极和栅极接地。 0030 切换控制单元的输出端连接构成切换单元的晶体管 SW1 。
33、的栅极， 晶体管 SW1 的源 极连接基准电压产生电路的电源电压， 晶体管 SW1 的漏极连接构成替补驱动单元的晶体管 N11 的漏极。晶体管 N11 的栅极连接基准电压产生和比较单元 1 的输出端， 即晶体管 ND3 的 漏极。晶体管 N11 的源极连接基准电压产生电路的输出端。 0031 第一个驱动单元替补电路对应一个能够使作为替补驱动单元的晶体管 N11 被接 通工作的接通电压， 第一个驱动单元替补电路的接通电压等于构成接通电压控制电路的晶 体管 N12、 N13、 N14 和构成电流镜电路的晶体管 P12 的阈值电压的总和。 0032 第二个驱动单元替补电路与第一个驱动单元替补电路的结。
34、构基本相同， 第二个驱 动单元替补电路也对应一个能够使作为替补驱动单元的 N 沟道耗尽型场效应晶体管 ND21 说 明 书 CN 102193572 A CN 102193579 A5/9 页 9 被接通工作的接通电压， 第二个驱动单元替补电路的接通电压等于构成接通电压控制电路 的晶体管 N22、 N23 和构成电流镜电路的晶体管 P22 的阈值电压的总和。 0033 第二个驱动单元替补电路与第一个驱动单元替补电路的区别仅在于， 第二个驱动 单元替补电路的接通电压小于第一个驱动单元替补电路的接通电压， 以及第二个驱动单元 替补电路中构成替补驱动单元的晶体管 ND21 的阈值电压小于第一个驱动单。
35、元替补电路中 构成替补驱动单元的晶体管 N11 的阈值电压。 0034 在第一实施例中， 第一个驱动单元替补电路和第二个驱动单元替补电路的工作原 理基本相同， 现在对这两个驱动单元替补电路的工作过程说明如下 ： 0035 在第一个驱动单元替补电路中， 晶体管 ND12 作为电流源提供 0.1uA 的电流， 晶体 管 ND13 作为电流源提供 1uA 的电流。当基准电压产生电路的电源电压小于第一个驱动单 元替补电路的接通电压时， 即基准电压产生电路的电源电压小于晶体管 N12、 N13、 N14 和晶 体管 P12 的阈值电压的总和， 因此晶体管 N12、 N13、 N14 和晶体管 P12 不。
36、导通， 这样使得晶 体管 N12、 N13、 N14 和晶体管 P12 上没有电流流过， 由于晶体管 P11、 P12 构成的是电流镜电 路， 因此在晶体管P11上也就没有电流流过， 这样， 从作为电流源的晶体管ND12的漏极向晶 体管 SW1 的栅极输出使晶体管 SW1 导通的控制电压。由于晶体管 SW1 导通， 使作为替补驱 动单元的晶体管 N11 与基准电压产生电路的电源电压连通， 使晶体管 N11 被接通工作。 0036 在晶体管 N11 被接通工作的情况下， 从基准电压产生电路的输出端输出的电压作 为负反馈电压输入到基准电压产生和比较单元 1 中， 与基准电压产生和比较单元 1 产生。
37、的 基准电压进行比较后， 从基准电压产生和比较单元 1 的输出端即晶体管 ND3 的漏极输出到 晶体管 N11， 由晶体管 N11 加以驱动后， 从晶体管 N11 的源极输出到基准电压产生电路的输 出端。 0037 在第二个驱动单元替补电路中， 作为替补驱动单元的晶体管 ND21 被接通工作的 原理与晶体管 N11 被接通工作的原理相同， 即当基准电压产生电路的电源电压小于第二个 驱动单元替补电路的接通电压时， 晶体管 ND21 被接通工作。 0038 在晶体管 ND21 被接通工作的情况下， 从基准电压产生电路的输出端输出的电压 作为负反馈电压输入到基准电压产生和比较单元 1 中， 与基准电。
38、压产生和比较单元 1 产生 的基准电压进行比较后， 从基准电压产生和比较单元 1 的输出端即晶体管 ND3 的漏极输出 到晶体管ND21， 由晶体管ND21加以驱动后， 从晶体管ND21的源极输出到基准电压产生电路 的输出端。 0039 由于第二个驱动单元替补电路的接通电压小于第一个驱动单元替补电路的接通 电压， 因此， 当基准电压产生电路的电源电压小于第二个驱动单元替补电路的接通电压时， 晶体管 ND21 和晶体管 N11 都被接通工作。 0040 虽然在第一实施例中， 在切换控制单元中， 采用由晶体管 ND12、 ND13 构成的电流 源电路来作为电压下拉电路， 但是这里电压下拉电路的构成。
39、方式只是举例说明， 并非意欲 限制本发明， 在本发明中可以采用电流源电路、 电流源电路产生的镜像电流源电路、 下拉电 阻或者能够实现相同功能的其他器件来构成电压下拉电路。 0041 虽然在第一实施例中， 构成第一个驱动单元替补电路和第二个驱动单元替补电路 中的接通电压控制电路的晶体管数量不同， 但是这里晶体管的数量只是举例说明， 并非意 欲限制本发明， 晶体管的数量也可以相同， 只要构成接通电压控制电路的晶体管能够使得 说 明 书 CN 102193572 A CN 102193579 A6/9 页 10 不同的驱动单元替补电路的接通电压不同即可。 0042 虽然在第一实施例中， 基准电压产生。
40、电路仅包括两个驱动单元替补电路， 但是这 里驱动单元替补电路的数量只是举例说明， 并非意欲限制本发明， 本发明的基准电压产生 电路可以包括连接基准电压产生和比较单元的输出端的 M 个驱动单元替补电路， 其中 M 是 大于等于 1 的整数， 从第一个驱动单元替补电路至第 M 个驱动单元替补电路分别对应从第 一接通电压至第M接通电压， 从第一接通电压至第M接通电压依次逐个递减， 每一个驱动单 元替补电路在基准电压产生电路的电源电压小于该驱动单元替补电路的接通电压时被接 通工作。从第一个驱动单元替补电路至第 M 个驱动单元替补电路， 构成各驱动单元替补电 路中的替补驱动单元的晶体管的阈值电压依次逐渐。
41、递减， 构成驱动单元2的晶体管N2的阈 值电压大于构成第一个替补驱动单元的晶体管的阈值电压。 0043 图 5 表示本发明的第二实施例的基准电压产生电路的电路结构图。如图 5 所示， 在本发明的第二实施例中， 基准电压产生和比较单元 1 和驱动单元 2 的电路结构与图 1 所 示的现有技术相同。下面详细描述本发明的第二实施例与第一实施例的不同之处。 0044 如图 5 所示， 在本发明的第二实施例中包括两个驱动单元替补电路。在第一个驱 动单元替补电路中， 替补驱动单元由晶体管 N11 构成， 其中晶体管 N11 是 N 沟道增强型场效 应晶体管 ； 切换单元由晶体管 SW1 构成， 其中晶体管。
42、 SW1 是 P 沟道场效应晶体管 ； 切换控制 单元由比较器 CMP1 构成。 0045 在第二个驱动单元替补电路中， 替补驱动单元由晶体管 ND21 构成， 其中晶体管 ND21 是 N 沟道耗尽型场效应晶体管 ； 切换单元由晶体管 SW2 构成， 其中晶体管 SW2 是 P 沟 道场效应晶体管 ； 切换控制单元由比较器 CMP2 构成。 0046 在基准电压产生电路的电源电压和地之间连接有一个由电阻 R1、 R2、 R3 串联构成 的分压电路， 该分压电路具有与驱动单元替补电路的数量相同的两个分压输出端， 其中， 电 阻 R2 和电阻 R3 之间是第一分压输出端， 电子 R1 和电阻 R。
43、2 之间是第二分压输出端， 从第一 分压输出端输出的电压小于从第二分压输出端输出的电压。 0047 构成第一个驱动单元替补电路中的切换控制单元的比较器 CMP1 的一个输入端连 接第一分压输出端， 另一个输入端连接基准电压产生电路的输出端， 输出端连接构成切换 单元的晶体管 SW1 的栅极。晶体管 SW1 的源极连接基准电压产生电路的电源电压， 晶体管 SW1 的漏极连接构成替补驱动单元的晶体管 N11 的漏极。晶体管 N11 的栅极连接基准电压 产生和比较单元 1 的输出端， 即晶体管 ND3 的漏极。晶体管 N11 的源极连接基准电压产生 电路的输出端。 0048 构成第二个驱动单元替补电。
44、路中的切换控制单元的比较器 CMP2 的一个输入端连 接第二分压输出端， 另一个输入端连接基准电压产生电路的输出端， 输出端连接构成切换 单元的晶体管SW2的栅极。 构成切换单元的晶体管SW2与构成替补驱动单元的晶体管ND21 在电路中的连接方式与第一个驱动单元替补电路中的相同。 0049 比较器 CMP1 对从第一分压输出端输出的电压与从基准电压产生电路的输出端输 出的电压进行比较， 当从第一分压输出端输出的电压小于从基准电压产生电路的输出端输 出的电压时， 从比较器 CMP1 输出使晶体管 SW1 导通的控制电压。由于晶体管 SW1 导通， 使 作为替补驱动单元的晶体管 N11 与基准电压。
45、产生电路的电源电压连通， 使晶体管 N11 被接 通工作。 说 明 书 CN 102193572 A CN 102193579 A7/9 页 11 0050 在晶体管 N11 被接通工作的情况下， 从基准电压产生电路的输出端输出的电压作 为负反馈电压输入到基准电压产生和比较单元 1 中， 与基准电压产生和比较单元 1 产生的 基准电压进行比较后， 从基准电压产生和比较单元 1 的输出端即晶体管 ND3 的漏极输出到 晶体管 N11， 由晶体管 N11 加以驱动后， 从晶体管 N11 的源极输出到基准电压产生电路的输 出端。 0051 在第二个驱动单元替补电路中， 作为替补驱动单元的晶体管 ND。
46、21 被接通工作的 原理与晶体管 N11 被接通工作的原理相同， 即当从第二分压输出端输出的电压小于从基准 电压产生电路的输出端输出的电压时， 晶体管 ND21 被接通工作。 0052 在晶体管 ND21 被接通工作的情况下， 从基准电压产生电路的输出端输出的电压 作为负反馈电压输入到基准电压产生和比较单元 1 中， 与基准电压产生和比较单元 1 产生 的基准电压进行比较后， 从基准电压产生和比较单元 1 的输出端即晶体管 ND3 的漏极输出 到晶体管ND21， 由晶体管ND21加以驱动后， 从晶体管ND21的源极输出到基准电压产生电路 的输出端。 0053 由于从第一分压输出端输出的电压小于。
47、从第二分压输出端输出的电压， 因此， 当 从第二分压输出端输出的电压小于从基准电压产生电路的输出端输出的电压时， 从第一分 压输出端输出的电压也必定小于从基准电压产生电路的输出端输出的电压时， 在这种情况 下， 晶体管 ND21 和晶体管 N11 都被接通工作。 0054 虽然在第二实施例中， 基准电压产生电路仅包括两个驱动单元替补电路， 但是这 里驱动单元替补电路的数量只是举例说明， 并非意欲限制本发明， 本发明的基准电压产生 电路可以包括连接基准电压产生和比较单元的输出端的 M 个驱动单元替补电路， 其中 M 是 大于等于 1 的整数， 从第一个驱动单元替补电路至第 M 个驱动单元替补电路。
48、的切换控制单 元的一个输入端依次连接逐渐递增的一个分压输出端， 切换控制单元的另一个输入端连接 基准电压产生电路的输出端， 切换控制单元对从两个输入端输入的电压进行比较后从切换 控制单元的输出端向切换单元输出控制电压。从第一个驱动单元替补电路至第 M 个驱动单 元替补电路， 构成各驱动单元替补电路中的替补驱动单元的晶体管的阈值电压依次逐渐递 减， 构成驱动单元2的晶体管N2的阈值电压大于构成第一个替补驱动单元的晶体管的阈值 电压。 0055 虽然在第二实施例中， 在每一个驱动单元替补电路中， 构成切换控制单元的比较 器的一个输入端连接一个分压输出端， 另一个输入端连接基准电压产生电路的输出端，。
49、 但 是这里切换控制单元的另一个输入端的连接方式只是举例说明， 并非意欲限制本发明， 在 本发明中， 每一个驱动单元替补电路中的切换控制单元的另一个输入端也可以连接其他的 参考电压， 只要每一个驱动单元替补电路中的切换控制单元的另一个输入端连接的参考电 压等于该驱动单元替补电路的接通电压与该驱动单元替补电路中的切换控制单元的一个 输入端连接的分压输出端的分压系数的乘积即可， 其中每一个分压输出端的分压系数等于 该分压输出端输出的电压占电源电压的比例。 0056 由上述具体实施例可见， 本发明的基准电压产生电路包括具有不同工作特性的多 个驱动单元替补电路， 根据电源电压值的变化， 由工作特性适合不同电源电压值的驱动单 元替补电路进行工作， 具体来说， 本发明的基准电压产生电路， 随着电源电压 VDDA 逐渐下 降， 选择阈值电压逐渐下降的晶体管作为驱动单元， 由于阈值电压小的晶体管在输出相同 说 明 书 CN 102193572 A CN 1021935。