一 般基于自偏置的基準電路，由于MOS管工作在飽和區(qū),，其工作電流一般在微安級,，雖然可以適用于大部分消費類電子芯片的應用，但對于一些特殊應用,，如充電電 池保護芯片,，則無法達到其設(shè)計要求。于是降低基準電路的電流則成為芯片低功耗設(shè)計的關(guān)鍵,。為了減小電路的靜態(tài)電流,，這里的基準與偏置電路采用增強管與耗盡 管相結(jié)合的方式。對于增強型MOS管,，閾值電壓隨溫度的升高而下降,；對于耗盡型MOS管，閾值電壓為負,，其閾值電壓的溫度系數(shù)與增強型相反,。利用增強型 MOS管閾值電壓的負溫度系數(shù)和耗盡管閾值電壓的正溫度系數(shù)產(chǎn)生一個精度很高的基準電壓。
 

1 基準電壓源的結(jié)構(gòu)與工作原理
圖1為基準電壓源的等效結(jié)構(gòu)圖,。其中,，M4為耗盡管,，M6為增強管,。從圖1中可以看出，M4柵源極相連后,，流過該管的電流為：


由于NMOS耗盡管的閾值電壓為負值,，并且具有負溫度系數(shù)，因此由式(1)可知,，耗盡管電流隨溫度上升而變大,。該電流就是通過增強管M6的電流。從圖1可以看出基準電壓為：

   

由于增強管M6的閾值電壓具有負溫度系數(shù),，而通過該管的電流具有正溫度系數(shù),，因此通過合理設(shè)置M4，M6的寬長比就能在室溫下獲得比較恒定的基準電壓,。

    這種結(jié)構(gòu)的基準電壓源具有以下優(yōu)點：
(1)可以產(chǎn)生較低基準電壓,。與一般的1．2 V基準電壓相比，圖1所示的電路結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生更低的基準電壓,。特別是當所選擇工藝的NMOS管閾值較小,，并且耗盡管的寬長比較小時，基準電壓只有零點幾伏，在低壓供電的電源芯片中,，具有較大的優(yōu)勢,。
(2)電路具有極小的靜態(tài)電流。M4管柵源極相連充當恒流源,，由于該管長度設(shè)置得較大,，因而對應的等效電阻很大，流過的靜態(tài)電流很小,，一般只有幾百納安,。
(3)無需額外的啟動電路。耗盡型晶體管為常通型晶體管,，只有當柵極所加電壓超過其閾值電壓時,，管子才會關(guān)斷。而M4管的柵極電壓始終為0,，并且M6管屬 于二極管連接,，因此系統(tǒng)上電后，必然有從電源到地的直流通路,，所以不需要額外的啟動電路幫助系統(tǒng)擺脫靜態(tài)電流為0的簡并狀態(tài),。

2 改進電路結(jié)構(gòu)及原理
圖1所示基準電壓源具有靜態(tài)電流小，無需額外啟動電路等優(yōu)點,，但其電源抑制比特性不是很好,。為了獲得較好的電源抑制特性，可以將圖1的基準單元進行級聯(lián)排列,，如圖2所示,。

    M1，M2,，M4為耗盡管,，M5，M6為增強管,。其中,，M1和M5為第一級電路，M2,，M4,，M6為二級電路，一級與二級電路間的關(guān)聯(lián)不大,。通過設(shè)計M1 和M5管的寬長比可以獲得一個比基準更小的偏置電壓,。同時將該輸出接到基準電源第二級電路中M2管的柵極，減弱了該點隨電源電壓的變化,，從而有效地提高了 基準輸出端的電源抑制特性,。