本发明涉及LDO电路领域，尤其涉及一种低功耗LDO系统。
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LDO（low dropout regulator，低压差线性稳压电路）电路对整个应用来讲是非常关键和非常必要的。LDO电路作为模拟电路的重要部分，一般需要在一个较宽的电压范围内正常工作，因此不仅要求功耗低，还需要性能稳定，有较好的温度特性。传统方式的电路，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低功耗LDO系统，整个系统工作在纳安级别电流下，功耗非常小，稳定性高。
为达上述及其它目的，本发明提供一种低功耗LDO系统，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，产生低至纳安级的参考电流，这也是给整个电路提供nA电流的来源；一基准产生电路，采用共源共栅串联结构，为所述系统提供参考电压，主要特点是基准电路结构简单，性能更加的稳定，避免产用带隙基准这么复杂功耗又大的电路；一稳压电路，使用串联稳压结构，将MOS管串联在电源环路中，通过控制MOS管的栅极电压来控制稳定电源电压，其中运放的工作电流为150nA，属于亚阈值区的工作范畴，目的也是降低功耗。
本发明提出了一种低功耗LDO系统，包括：
所述微电流产生电路由第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第一PNP三极管Q1、第八NMOS管NM8和第九NMOS管NM9构成，PM1管的源极与PM2管的源极相连接并连接至LVDD；PM2管的栅极与PM1管的栅极、PM3管的栅极、PM3管的漏极、PM4管的栅极、NM8管的漏极相连接，其节点标注为VP；PM2管的漏极与PM4管的源极相连接；PM1管的漏极PM3管的源极相连接；PM4管的漏极与Q1管的发射极、NM8管的栅极相连接；NM8管的源极与NM9管的栅极、NM9管的漏极相连接；Q1管的基极、Q1管的集电极、NM9管的源极接地。
所述基准产生电路由第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第七PMOS管PM7、第八PMOS管PM8、第九PMOS管PM9、第十PMOS管PM10、第十一PMOS管PM11、第十二PMOS管PM12、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、第一电阻R1构成；PM5管的源极与PM6管的源极、PM7管的源极、PM8管的源极和PM1管的源极相连接并连接至LVDD；PM5管的栅极、PM6管的栅极、PM7管的栅极、PM8的栅极、PM9管的栅极、PM10管的栅极、PM11管的栅极、PM12管的栅极与PM2管的栅极连接在一起；PM8管的漏极与PM12管的源极相连接；PM12管的漏级与NM6管的漏级、NM6管的栅极、NM7管的栅极相连接；NM6管的源极与NM7管的漏级、NM5管的源极相连接；NM7管的源极接地；PM7管的漏极与PM11管的源极相连接；PM11管的漏级与NM4管的漏级、NM4管的栅极、NM5管的栅极相连接；NM4管的源极与NM5管的漏级、NM3管的源极相连接；PM6管的漏极与PM10管的源极相连接；PM10管的漏级与NM2管的栅极、NM2管的漏级、NM3管的栅极相连接；NM2管的源极与NM3管的漏级、NM1管的源极相连接；PM5管的漏极与PM9管的源极相连接；PM9管的漏级与电阻R1的一端相连接，其节点标注为VREF；电阻R1的另一端与NM1管的栅极、NM1管的漏级相连接。
所述稳压电路由第一电容C1、第二电容C2、第二电阻R2、第十三PMOS管PM13、第十四PMOS管PM14、第十五PMOS管PM15、第十六PMOS管PM16、第十七PMOS管PM17、第十八PMOS管PM18、第十九PMOS管PM19、第二十PMOS管PM20、第二十一PMOS管PM21、第二十二PMOS管PM22、第二十三PMOS管PM23、第二十四PMOS管PM24、第十NMOS管NM10、第十一NMOS管NM11、第十二NMOS管NM12、第十三NMOS管NM13、第十四NMOS管NM14、第十五NMOS管NM15、第十六NMOS管NM16和第十七NMOS管NM17构成；电容C1的一端、PM24管的源极、PM23管的源极、PM22管的源极、PM21管的源极、NM16管的漏极都与高压电源HVDD相连接；电容C1的另一端与NM16管的栅极和NM17管的漏极相连接，节点标注为ST；PM24管的栅极与PM24管的漏极、PM23管的栅极、NM14管的漏极和NM14管的栅极相连接；NM14管的源极与NM12管的漏极相连接；PM23管的漏极与PM22管的漏极、PM22管的栅极、PM21管的栅极、NM15管的漏极和NM15管的栅极相连接；NM15管的源极与NM13管的漏极相连接；PM21管的漏极与NM16管的源极、PM17管的源极、PM13管的源极、电容C2的一端和PM2管的源极相连接，其节点作为低压LVDD的输出端；PM13管的栅极与PM13管的漏极和PM14管的源极相连接；PM14管的栅极与PM14管的漏极和电阻R2的一端相连接；电阻R2的另一端与PM15管的源极相连接；PM15管的栅极与PM15管的漏极和PM16管的源极相连接，其节点标注为VFB；PM17管的栅极和PM18管的栅极都与节点VP相连接；PM17管的漏极与PM18管源极相连接；PM18管的漏极与PM19管的源极和PM20管的源极相连接；PM19管的栅极连接节点VFB；PM20管的栅极和NM17管的栅极都连接节点VREF；PM19管的漏极与NM10管的漏极、NM10管的栅极和NM13管的栅极相连接，其节点标注为NET2；PM20管的漏极与NM11管的漏极、NM11管的栅极和NM12管的栅极相连接，其节点标注为NET1；NM17管的源极、NM12管的源极、NM13管的源极、NM10管的源极、NM11管的源极、PM16管的栅极、PM16管的漏极和电容C2的另一端都接地。
附图说明
构成本申请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为本发明一种低功耗LDO系统电路图。
具体实施方式
结合图1所示，在下面的实施例中，所述一种低功耗LDO系统，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，产生低至纳安级的参考电流，这也是给整个电路提供nA电流的来源；一基准产生电路，采用共源共栅串联结构，为所述系统提供参考电压，主要特点是基准电路结构简单，性能更加的稳定，避免产用带隙基准这么复杂功耗又大的电路；一稳压电路，使用串联稳压结构，将MOS管串联在电源环路中，通过控制MOS管的栅极电压来控制稳定电源电压，其中运放的工作电流为150nA，属于亚阈值区的工作范畴，目的也是降低功耗。
电容C1、NM17管、NM16管构成系统启动电路；当高压电源HVDD上电时，电容C1的两端电压不会突然变化，因此节点ST会耦合到高电位，NM16管导通，LVDD上开始有一定的电压，这个时候微电流产生电路开始工作并开始提供电流，当整个电路稳定工作且基准产生电路VREF输出一个正常值时，NM17管的栅极变成高电压，NM17管导通，将节点ST拉成低电位，截止NM16管，从而关闭启动电路，整个启动电路也就完成了启动工作。
PM1管、PM2管、PM3管、PM4管、三极管Q1、NM8管、NM9管构成微电流产生电路，Q1管相当于一个正向的二极管，发射极到基极的电压，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。稳压电路中的运放，其工作电流也是来自此处，在运放中，采用电流镜结构复制75nA的电流，提供给运放作为尾电流，因此整个运放的工作电流约150nA。
PM5管、PM6管、PM7管、PM8管、PM9管、PM10管、PM11管、PM12管、NM1管、NM2管、NM3管、NM4管、NM5管、NM6管、NM7管、电阻R1构成基准产生电路；NM1管、NM2管、NM3管、NM4管、NM5管、NM6管、NM7管以自偏置方式串联在一起，NM6管和NM7管、NM4管和NM5管、NM2管和NM3管都处于相同的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；镜像电流源的PMOS管采用共源共栅结构，增加偏置电路中镜像电流的稳定性，增加抗干扰性能。PM1管、PM2管、PM3管、PM4管、PM5管、PM6管、PM7管、PM8管、PM9管、PM10管、PM11管、和PM12管的尺寸都是一样的。
PM9管的漏级作为基准电压VREF的输出端，电流流过电阻R1和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电压值。电阻R1辅助输出电压值达到温度系数的平衡，即增加电阻可以减小该之路的所需的电流，可以进一步节省功耗。
PM13管、PM14管、PM15管、PM16管和电阻R2构成分压电路，四个PMOS管都作二极管连接，将HVDD细分，通过调节电阻R2的大小，进而调节节点VFB的电压占比，最终控制LVDD。电阻R2的作用是可以根据需要的电压进行更加灵活的微调整。
电容C1、电容C2、PM17管、PM18管、PM19管、PM20管、PM21管、PM22管、PM23管、PM24管、NM10管、NM11管、NM12管、NM13管、NM14管、NM15管、NM16管和NM17管构成稳压电路核心部分；PM19管和PM20管构成比较器，节点VFB和节点VREF的电压输入比较器的两端，当HVDD上的负载电流变小时，VFB电压高于VREF电压，流过NM13管的电流就变小，流过NM12管的电流就变大，由于镜像作用，PM23管的电流也变大，然后迫使PM22管的电流变小，PM22管和PM21管的电流镜结构使得PM21管的电流也变小，最后PM21管的电流和HVDD的负载电流达到平衡。其中，PM17管和PM18管从微电流产生电路中镜像到的电流低于一百纳安；电容C2作为储能电容使用。
本发明提出了一种低功耗LDO系统，与其他电路相比，整个系统工作在纳安级别电流下，功耗非常小，稳定性高。
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。