参考电压电路的制作方法

本技术涉及一种参考电压电路，具体地但非排他地，本技术涉及一种具有被配置为提供电流补偿的附加耗尽型金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)的参考电压电路。

背景技术：

1、电压参考电路用来向装置提供固定或恒定电压，并且经常用来降低装置的电流消耗。低电流消耗电路通常在较小、功率不太密集的装置(例如可穿戴电子器件)的电源中实现。

2、如图1所示，已知提供一种电压参考电路，该电压参考电路包括增强型mosfet和耗尽型mosfet以提供参考电压。每个mosfet包括源极、漏极和栅极。n沟道(nmos)和p沟道(pmos)型mosfet也具有称为衬底的第四端子。在分立的mosfet中，衬底连接到源极端子。

3、图2示出了图1的电路中通过耗尽型和增强型mosfet的电流id相对于每个mosfet的栅极和源极之间的电压vgs1和vgs2的曲线图。vt_dp和vt_en表示当通过装置的电流为零时通过耗尽型mosfet和增强型mosfet的电压。

4、当id＝i1时，每个mosfet的栅极和源极之间的电压vgs1、vgs2以及所提供的参考电压遵循以下等式，其中l1和w1是指mos栅极的长度和宽度：

5、vgs1＝{i1*(l1/w1*2/β1)}1/2+vt_dp

6、＝k1*i11/2+vt_dp

7、vgs2＝{i1*(l2/w2*2/β2)}1/2+vt_en

8、＝k2*i11/2+vt_en

9、vref＝vgs1+vgs2

10、vgs1＝0

11、vref＝vgs2

12、＝k2*(vgs1-vt_dp)/k1+vt_en

13、电路的配置可以被调整，使得k2＝k1。这通常通过调整w和l来完成，并且仅在设计或制造mosfet时才能执行。通常，它们不能使用电路设计来改变。

14、vref＝(vt_en–vt_dp)

15、如果vt_en和vt_dp的温度系数相同或基本相同，则

16、δvt_en/δt≒δvt_dp/δt,

17、且所生成的参考电压的温度系数将近似为零，δvref/δt≒0。

18、然而，通常发现生成的参考电压vref取决于温度，并且δvref

19、/δt≠0，如图3所证明，其示出了图1的电路中生成的参考电压vref与温度的关系。生成的参考电压vref由于温度而生成的变化被给出为δvref_t。

20、δvref_t可以取决于用于制造耗尽型mosfet和增强型mosfet的制造工艺的工艺特性，但是通常发现其变化了几个％。对于低电流消耗电源，期望减小δvref_t以提供更可靠且恒定的参考电压。

21、已知引入附加电路系统来提供对偏移δvref_t的补偿。然而，为此使用复杂的附加电路增加了参考电压生成电路的电流消耗。

技术实现思路

1、一般而言，本公开提出通过提供一种具有被配置为提供电流补偿的附加耗尽型金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)的参考电压电路来克服上述问题中的至少一些。

2、为了参考电压生成电路的最佳性能，δvref_t最好是小于vref的0.5％至0.75％。本公开提供了满足该标准的电压生成电路。

3、在所附权利要求中阐述了各方面和优选特征。

4、根据本公开的第一方面，提供了一种参考电压生成电路，包括：

5、具有源极、漏极和栅极的第一耗尽型金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，并且

6、其中，所述第一耗尽型mosfet的漏极被配置成连接到电源电位，并且所述第一耗尽型mosfet的栅极连接到所述第一耗尽型mosfet的源极；

7、具有源极、漏极和栅极的第一增强型mosfet，并且

8、其中，所述第一增强型mosfet的漏极连接到所述第一耗尽型mosfet的源极，所述第一增强型mosfet的栅极连接到所述第一增强型mosfet的漏极，并且所述第一增强型mosfet的源极连接到第一参考电位；

9、参考电压输出，其连接在所述第一耗尽型mosfet的源极和所述第一增强型mosfet的漏极之间；以及

10、具有源极、漏极和栅极的第二耗尽型mosfet，并且

11、其中，所述第二耗尽型mosfet的漏极连接在所述电源电位与所述第一耗尽型mosfet的漏极之间，并且所述第二耗尽型mosfet的源极连接在所述第一耗尽型mosfet的源极与所述第一增强型mosfet的漏极之间。

12、第一耗尽型mosfet和第一增强型mosfet中的每一个可以包括衬底电极。

13、第一耗尽型mosfet和第一增强型mosfet中的每一个可以包括n沟道mosfet。替代地，第一耗尽型mosfet和第一增强型mosfet中的每一个可以包括p沟道mosfet

14、参考电压生成电路还可以包括连接在第一耗尽型mosfet的源极和第一耗尽型mosfet的衬底之间的第一电阻器，以及连接在第一增强型mosfet的源极和第一增强型mosfet的衬底之间的第二电阻器。

15、第一电阻器的电阻与第二电阻器的电阻的比率被配置为使得参考电压输出的电压随着温度的升高而降低。

16、第一电阻器的电阻可以小于第二电阻器的电阻

17、第二耗尽型mosfet可以包括衬底电极。

18、第二耗尽型mosfet可以包括n沟道mosfet。替代地，第二耗尽型mosfet可以包括p沟道mosfet。

19、参考电压生成电路还可以包括连接在第一耗尽型mosfet的源极和第二耗尽型mosfet的衬底之间的第三电阻器。

20、第二耗尽型mosfet的栅极可以连接到第二参考电位。

21、第一参考电位和第二参考电位可以是同一参考电位。

22、第一参考电位和/或第二参考电位可以是地电位。

23、第二耗尽型mosfet的栅极可以连接到第一增强型mosfet的源极。

24、第二耗尽型mosfet的源极可以连接在第一增强型mosfet的漏极和参考电压输出之间。

25、参考电压生成电路还可包括：

26、一个或多个附加的第一耗尽型mosfet，其与所述第一耗尽型mosfet串联连接；和/或

27、一个或多个附加的第一增强型mosfet，其与所述第一增强型mosfet串联连接；

28、一个或多个附加的第二耗尽型mosfet，其与所述第二耗尽型mosfet并联连接。

29、根据本公开的另一方面，提供了一种制造参考电压生成电路的方法，该方法包括：

30、形成具有源极、漏极和栅极的第一耗尽型金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，并且

31、其中，所述第一耗尽型mosfet的漏极被配置成连接到电源电位，并且所述第一耗尽型mosfet的栅极连接到所述第一耗尽型mosfet的所述源极；

32、形成具有源极、漏极和栅极的第一增强型mosfet，并且

33、其中，所述第一增强型mosfet的漏极连接到所述第一耗尽型mosfet的源极，所述第一增强型mosfet的栅极连接到所述第一增强型mosfet的漏极，并且所述第一增强型mosfet的源极连接到第一参考电位；

34、形成连接在所述第一耗尽型mosfet的源极和所述第一增强型mosfet的漏极之间的参考电压输出；以及

35、形成具有源极、漏极和栅极的第二耗尽型mosfet，并且

36、其中，所述第二耗尽型mosfet的漏极连接在所述电源电位与所述第一耗尽型mosfet的漏极之间，并且所述第二耗尽型mosfet的源极连接在所述第一耗尽型mosfet的源极与所述第一增强型mosfet的漏极之间。

37、所提出的装置提供了以下优点：

38、-所述参考电压生成电路提供与相关技术的参考电压生成电路相比具有减小的温度系数的参考电压；

39、-所述参考电压生成电路是比现有技术装置简化的，仅具有附加的耗尽型mosfet和电阻器，同时仍提供减小的δvref_t；

40、-与可替换的参考电压生成电路相比，减小了所述电路的附加组件的电流消耗；

41、-仅存在由于附加组件导致的电流消耗的少量增加，因为所提供的补偿在高温下是有效的；

42、所述参考电压生成电路的补偿可以通过直流电源和相对于参考电压具有正温度系数的附加电流来实现。