一种具有高阶温度补偿的带隙基准电压源制造技术

本发明专利技术公开了一种具有高阶温度补偿的带隙基准电压源，包括三输出开关电容变换器、开关电容模块一和开关电容模块二，输入电压V

A bandgap voltage reference with higher order temperature compensation

The present invention discloses a bandgap voltage reference with high order temperature compensation, comprising a three output switched capacitor converter, a switched capacitor module, and a switched capacitor module two, an input voltage V

【技术实现步骤摘要】
一种具有高阶温度补偿的带隙基准电压源
本专利技术涉及模拟集成电路、带隙基准设计领域，具体涉及一种具有高阶温度补偿的带隙基准电压源。
技术介绍
带隙基准电压源是集成电路中一个基础单元模块，广泛应用于各种模拟集成电路芯片中，如LNA、Mixer、ADC、高精度比较器、稳压器、DC/DC变换器等，以及数模混合集成电路芯片中，如D-LDO、VCO、PLL等。传统的带隙基准电压源包括双极晶体管T1、T2、T3，误差放大器A1，集成MOS晶体管MP1、MP2、MP3和电阻R1、R2，通过镜像MP1支路电流，使其流过电阻R2来获得与温度相关的电压项，再和T3串联，最后获得一个基本与温度无关的输出电压VREF。传统的带隙基准电压源虽然能够通过线性组合较好地消去与温度相关的一次项，但由于双极晶体管基极-发射极电压表达式本身存在高阶项，导致其温度特性仍不够理想，尤其对于低电压输出基准源，其温度系数可以达到上百ppm；此外，由于传统带隙基准电压源结构需要采用运算放大器和较多电阻，所以电路复杂度较高，供电电压较高以及版图面积较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种基于开关电容结构具有高阶温度补偿的带隙基准电压源，在降低电路复杂度的同时，采用高阶补偿的方法，降低了带隙基准电压源的温度系数。本专利技术的目的可以通过如下技术方案实现：一种具有高阶温度补偿的带隙基准电压源，包括三输出开关电容变换器、开关电容模块一和开关电容模块二，其中，输入电压VCC连接到所述三输出开关电容变换器的输入端，三输出开关电容变换器输出端分别输出三路偏置电压VEB1、VEB2和VEB3，第一路偏置电压VEB1连接到所述开关电容模块一的第一输入端，第二路偏置电压VEB2连接到所述开关电容模块一的第二输入端和所述开关电容模块二的第二输入端，第三路偏置电压VEB3连接到所述开关电容模块二的第三输入端，所述开关电容模块一的输出端连接到所述开关电容模块二的第一输入端，所述开关电容模块二的输出端输出基准电压VREF。进一步地，所述三输出开关电容变换器包括三输出电容升压模块、钳位电路模块一、钳位电路模块二和钳位电路模块三，输入电压VCC连接到所述三输出电容升压模块的输入端，三输出电容升压模块的第一输出端输出VCC1，并连接到所述钳位电路模块一的输入端，钳位电路模块一的输出端输出电压VEB1；所述三输出电容升压模块的第二输出端输出VCC2，并连接到所述钳位电路模块二的输入端，钳位电路模块二的输出端输出电压VEB2；所述三输出电容升压模块的第三输出端输出VCC3，并连接到所述钳位电路模块三的输入端，钳位电路模块三的输出端输出电压VEB3。进一步地，所述三输出电容升压模块包含八个开关S131、S132、S133、S134、S231、S232、S233、S234和三个电容CC1、CC2、CC3，其中，输入电压VCC连接到所述开关S131、S132、S134和S233的第一连接端，开关S131的第二连接端连接到所述电容CC2的第一连接端和所述开关S231的第一连接端，所述电容CC2的第二连接端连接到所述开关S233的第二连接端，所述开关S231的第二连接端作为三输出电容升压模块的第一输出端并输出VCC1；所述开关S132第二连接端连接到所述开关S232的第一连接端和所述电容CC1的第一连接端，所述电容CC1的第二连接端连接到所述开关S233的第二连接端，所述开关S233的第二连接端连接到所述电容CC3的第一连接端和所述开关S133的第一连接端，所述开关S232的第二连接端作为三输出电容升压模块的第三输出端并输出VCC3；所述开关S133的第二连接端接地，所述电容CC3的第二连接端连接到所述开关S134的第二连接端和所述开关S234的第一连接端，所述开关S234的第二连接端作为三输出电容升压模块的第二输出端并输出VCC2。进一步地，所述钳位电路模块一包括电容C31和第一双极晶体管Q1，所述电容C31的第一连接端连接到所述第一双极晶体管Q1的发射极，所述电容C31的第二连接端接地，所述第一双极晶体管Q1的基极和集电极接地，所述第一双极晶体管Q1的发射极作为钳位电路模块一的输出端，并输出电压VEB1。进一步地，所述钳位电路模块二包括电容C32和第二双极晶体管Q2，所述电容C32的第一连接端连接到所述第二双极晶体管Q2的发射极，所述电容C32的第二连接端接地，所述第二双极晶体管Q2的基极和集电极接地，所述第二双极晶体管Q2的发射极作为钳位电路模块二的输出端，并输出电压VEB2。进一步地，所述钳位电路模块三包括与温度呈正相关的电阻RT、电容C33和第三双极晶体管Q3，所述与温度呈正相关的电阻RT的第二连接端连接到所述第三双极晶体管Q3的发射极和电容C33的第一连接端，电容C33的第二连接端接地，第三双极晶体管Q3的基极和集电极接地，第三双极晶体管Q3的发射极作为钳位电路模块三的输出端，并输出电压VEB3。进一步地，所述开关电容模块一包括开关S14和b个相同开关电容单元，b为任意正整数，其中，所述三输出开关电容变换器的第一输出端输出VEB1，并连接到所述开关电容单元的第一输入端和所述开关S14的第二连接端，所述开关S14的第一连接端连接到所述开关电容单元的第二输入端；所述三输出开关电容变换器的第二输出端输出VEB2，并连接到所述开关电容单元的第三输入端；所述b个开关电容单元依次级联，第b个所述开关电容单元的输出端作为所述开关电容模块一的输出端，并输出电压bΔVEB12+VEB1；进一步地，所述开关电容模块二包括c个相同开关电容单元，c与b意义相同，其中，所述三输出开关电容变换器的第一输出端输出VEB1，并连接到所述开关电容单元的第一输入端，所述开关电容模块一的输出端连接到所述开关电容单元的第二输入端，所述三输出开关电容变换器的第三输出端输出VEB3，并连接到所述开关电容单元的第三输入端，所述c个开关电容单元依次级联，第c个开关电容单元的输出端作为所述开关电容模块二的输出端，并输出基准电压VREF。进一步地，所述开关电容单元包括：三个开关S241、S242、S14和电容C41，其中，所述开关电容单元的第一输入端连接到所述开关S241的第二连接端，并作为所述开关电容单元的第一输出端，所述开关S241的第一连接端连接所述电容C41的第一连接端和所述开关S14的第一连接端，所述开关S14的第二连接端作为所述开关电容单元的第二输出端，所述开关电容单元的第二输入端连接到所述电容C41的第二连接端和所述开关S242的第二连接端，所述开关电容单元的第三输入端连接到所述开关S242的第一连接端，并作为所述开关电容单元的第三输出端。进一步地，所述开关S131、S132、S133、S134、S14必须同时关闭或同时打开；所述开关S231、S232、S233、S234、S241、S242的开关状态与所述开关S131、S132、S133、S134、S14的开关状态相反。进一步地，所述开关电容模块一和开关电容模块二的输出端都需要额外并联一个电容，对所述开关电容模块一和开关电容模块二的输出电压bΔVEB12+VEB1和VREF进行稳压滤波处理。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高阶温度补偿的带隙基准电压源，其特征在于：包括三输出开关电容变换器、开关电容模块一和开关电容模块二，其中，输入电压V

【技术特征摘要】
1.一种具有高阶温度补偿的带隙基准电压源，其特征在于：包括三输出开关电容变换器、开关电容模块一和开关电容模块二，其中，输入电压VCC连接到所述三输出开关电容变换器的输入端，三输出开关电容变换器输出端分别输出三路偏置电压VEB1、VEB2和VEB3，第一路偏置电压VEB1连接到所述开关电容模块一的第一输入端，第二路偏置电压VEB2连接到所述开关电容模块一的第二输入端和所述开关电容模块二的第二输入端，第三路偏置电压VEB3连接到所述开关电容模块二的第三输入端，所述开关电容模块一的输出端连接到所述开关电容模块二的第一输入端，所述开关电容模块二的输出端输出基准电压VREF。2.根据权利要求1所述的一种具有高阶温度补偿的带隙基准电压源，其特征在于：所述三输出开关电容变换器包括三输出电容升压模块、钳位电路模块一、钳位电路模块二和钳位电路模块三，输入电压VCC连接到所述三输出电容升压模块的输入端，三输出电容升压模块的第一输出端输出VCC1，并连接到所述钳位电路模块一的输入端，钳位电路模块一的输出端输出电压VEB1；所述三输出电容升压模块的第二输出端输出VCC2，并连接到所述钳位电路模块二的输入端，钳位电路模块二的输出端输出电压VEB2；所述三输出电容升压模块的第三输出端输出VCC3，并连接到所述钳位电路模块三的输入端，钳位电路模块三的输出端输出电压VEB3。3.根据权利要求2所述的一种具有高阶温度补偿的带隙基准电压源，其特征在于：所述三输出电容升压模块包含八个开关S131、S132、S133、S134、S231、S232、S233、S234和三个电容CC1、CC2、CC3，其中，输入电压VCC连接到所述开关S131、S132、S134和S233的第一连接端，开关S131的第二连接端连接到所述电容CC2的第一连接端和所述开关S231的第一连接端，所述电容CC2的第二连接端连接到所述开关S233的第二连接端，所述开关S231的第二连接端作为三输出电容升压模块的第一输出端并输出VCC1；所述开关S132第二连接端连接到所述开关S232的第一连接端和所述电容CC1的第一连接端，所述电容CC1的第二连接端连接到所述开关S233的第二连接端，所述开关S233的第二连接端连接到所述电容CC3的第一连接端和所述开关S133的第一连接端，所述开关S232的第二连接端作为三输出电容升压模块的第三输出端并输出VCC3；所述开关S133的第二连接端连接到地，所述电容CC3的第二连接端连接到所述开关S134的第二连接端和所述开关S234的第一连接端，所述开关S234的第二连接端作为三输出电容升压模块的第二输出端并输出VCC2。4.根据权利要求2所述的一种具有高阶温度补偿的带隙基准电压源，其特征在于：所述钳位电路模块一包括电容C31和第一双极晶体管Q1，所述电容C31的第一连接端连接到所述第一双极晶体管Q1的发射极，所述电容C31的第二连接端接地，所述第一双极晶体管Q1的基极和集电极接地，所述第一双极晶体管Q1的发射极作为钳位电路模块一的输出端，并输出电压VEB1，所述钳位电路模块二和钳位电路模块一的结构和功能相同，所述钳位电路模块二包括电容C32和第二双极晶体管Q2，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，陈兆权，黄沫，刘洋，吴朝晖，严耀锋，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44