一种宽电源电压范围的高精度电压基准源制造技术

本发明专利技术公开了一种宽电源电压范围的高精度电压基准源，包括第一支路、第二支路、第三支路和电压输出支路，其利用两个运算放大器实现与绝对温度成正比的电流Iptat和与绝对温度成反比的电流Ictat叠加输出。该电压基准源的输出电压精确度高，输出电压值与第一支路和第三支路的带隙路径上的电阻、电压输出电路的电阻相关，输出范围可调，适于较大范围的电源电压；且可作为温度传感器和基准电流源。

【技术实现步骤摘要】
一种宽电源电压范围的高精度电压基准源
本专利技术涉及半导体集成电路领域，更具体的说是涉及一种宽电源电压范围的高精度电压基准源。
技术介绍
在很多电子产品中均会用到电压基准源，他们可以是独立的，也可能集成在更多功能的器件中。譬如，在数据转换器中，基准源提供了一个绝对电压，与输入电压进行比较以确定适当的数字输出；在电压调节器中，基准源提供了一个已知的电压值，用它与输出作比较，得到一个用于调节输出电压的反馈。在电压检测器中，基准源被当作一个设置触发点的门限。电压基准源作为电子器件的重要部件，其精度是相当重要的参数。现有的电压基准源很多，譬如申请号为201610268920.0的“带隙基准源电路”专利技术，其通过构建镜像电流支路、带隙路径和运算放大器输出一个与温度无关的基准电压Vref，解决现有电压基准源在电源电压较大时会有明显的衬底漏电现象，在一定程度上提高了电压基准源的精度。但是，其输出为一固定基准电压，且电压范围小。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题提供一种宽电源电压范围的高精度电压基准源。本专利技术通过下述技术方案实现：一种宽电源电压范围的高精度电压基准源，包括第一支路和第二支路，所述第一支路和第二支路均包括一镜像电流电路和一连接在该镜像电流电路输出端的带隙路径，所述第一支路和第二支路的镜像电流电路互为镜像，所述镜像电流电路包括一个镜像MOS管和一个共源共栅MOS管，所述第一支路和第二支路的镜像电流电路的输出端分别连接在第一运算放大器的正相输入端和反相输入端，所述第一运算放大器输出端与镜像MOS管的栅极连接且第一运算放大器的输出电压小于电源电压；所述第一支路的带隙路径包括相串联的一采用二极管连接方式连接的双极型晶体管和一电阻；所述第二支路的带隙路径包括一采用二极管连接方式连接的双极型晶体管；还包括第三支路和电压输出支路；所述第三支路包括一镜像电流电路和一连接在该镜像电流电路输出端的带隙路径；所述第三支路的带隙路径包括相并联的一采用二极管连接方式连接的双极型晶体管和一负温度系数电阻；所述第二支路和第三支路的镜像电流电路输出端分别连接在第二运算放大器的反相输入端和正相输入端，所述第二运算放大器的输出端与第三支路的镜像MOS管栅极连接；所述电压输出支路包括一与第三支路镜像电流电路互为镜像的镜像电流电路和连接在镜像电流电路输出端的电压输出电路。本方案在现有电压基准源结构的基础上做了改进，第一支路、第二支路的镜像电流电路互为镜像，第三支路、电压输出支路的镜像电流电路互为镜像，镜像电流电路包括一个镜像MOS管和一个共源共栅MOS管，镜像MOS管的源极与电源相连，第一运算放大器使得第一支路、第二支路镜像电流电路的输出端电压相等，从而流过第一电阻的电流与第二支路双极型晶体管的发射级电流相同，都为Iptat，该电流与温度正相关。第二运算放大器使第二支路、第三支路镜像电流电路的输出端电压相等，第二支路、第三支路的双极型晶体管尺寸相同，使得第二支路、第三支路双极型晶体管的发射极电流相同，都为Iptat。流过第三支路的负温度系数电阻的电流为：第三支路双极型晶体管Vbe3/第三支路的带隙路径的负温度系数电阻，该电流与温度负相关。流过第三支路镜像电流电路的电流为Iptat+流过第三支路的带隙路径负温度系数电阻电流，通过调节第三支路的该负温度系数电阻，可以调节第三支路镜像电流电路电流的温度系数，从而叠加形成与温度无关或弱正温度系数的电流。电压输出支路的镜像电流电路通过镜像第三支路，其流过镜像电流电路的电流同样为Iptat+流过第三支路的带隙路径负温度系数电阻电流，该电流与温度无关或弱正温度系数，从而输出与温度无关的电压。采用该电路结构，其输出电压值与第一支路和第三支路的带隙路径上的电阻、电压输出电路的电阻、第一支路带隙路径上的双极型晶体管发射极尺寸相关，输出电压范围可调，且适于较大范围的电源电压。作为优选，为了便于对输出电压精准度的调节，电压输出电路包括相并联的分压输出支路和调节支路，所述分压输出支路包括相串联的第一电阻和第二电阻，所述调节支路包括第三电阻，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻均为负温度系数电阻。作为优选，还包括温度传感器支路，所述温度传感器支路包括一与第一支路镜像电流电路互为镜像的镜像电流电路和一连接在该镜像电流电路输出端与地之间的负温度系数电阻。作为优选，还包括用于调节电压输出支路电流的电流调节电路。进一步的，所述电流调节电路包括一与第三支路镜像电流电路互为镜像的镜像电流电路和连接在该镜像电流电路输出端与电压输出电路之间的开关器件。作为优选，还包括电流源输出支路，所述电流源输出支路包括一与第三支路镜像电流电路互为镜像的镜像电流电路。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术第一支路和第二支路输出与温度成正比的电流Iptat，第三支路输出电流为Iptat+流过第三支路的带隙路径负温度系数电阻电流，流过第三支路的带隙路径负温度系数电阻电流与温度成反比，从而叠加输出与温度无关或弱正温度系数的电流，通过电压输出支路镜像输出与温度无关或弱正温度系数的电流，从而输出与温度无关的电压，其电压输出精确度高，且其输出电压值与第一支路和第三支路的带隙路径上的电阻、电压输出电路的电阻、第一支路带隙路径上的双极型晶体管发射极尺寸相关，输出电压范围可调，且适于较大范围的电源电压。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。图1为本专利技术的原理图。图2为实施例2的电路原理图。图3为实施例3的电路原理图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1一种宽电源电压范围的高精度电压基准源，包括第一支路、第二支路、第三支路和电压输出支路；所述第一支路和第二支路均包括一镜像电流电路和一连接在该镜像电流电路输出端的带隙路径，所述第一支路和第二支路的镜像电流电路互为镜像，所述镜像电流电路包括一个镜像MOS管和一个共源共栅MOS管，所述第一支路和第二支路的镜像电流电路的输出端分别连接在第一运算放大器的正相输入端和反相输入端，所述第一运算放大器输出端与镜像MOS管的栅极连接且第一运算放大器的输出电压小于电源电压；第一支路的带隙路径包括相串联的一采用二极管连接方式连接的双极型晶体管和一电阻；第二支路的带隙路径的带隙路径包括一采用二极管连接方式连接的双极型晶体管；第三支路包括一镜像电流电路和一连接在该镜像电流电路输出端的带隙路径；所述第三支路的带隙路径包括相并联的一采用二极管连接方式连接的双极型晶体管和一电阻；第二支路和第三支路的镜像电流电路输出端分别连接在第二运算放大器的反相输入端和正相输入端，所述第二运算放大器的输出端与第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽电源电压范围的高精度电压基准源，包括第一支路和第二支路，所述第一支路和第二支路均包括镜像电流电路和一连接在该镜像电流电路输出端的带隙路径，所述第一支路和第二支路的镜像电流电路互为镜像，所述镜像电流电路包括一个镜像MOS管和一个共源共栅MOS管，所述第一支路和第二支路的镜像电流电路的输出端分别连接在第一运算放大器的正相输入端和反相输入端，所述第一运算放大器输出端与镜像MOS管的栅极连接且第一运算放大器的输出电压小于电源电压；/n所述第一支路的带隙路径包括相串联的一采用二极管连接方式连接的双极型晶体管和一电阻；所述第二支路的带隙路径包括一采用二极管连接方式连接的双极型晶体管；/n其特征在于：/n还包括第三支路和电压输出支路；/n所述第三支路包括一镜像电流电路和一连接在该镜像电流电路输出端的带隙路径；所述第三支路的带隙路径包括相并联的一采用二极管连接方式连接的双极型晶体管和一电阻；/n所述第二支路和第三支路的镜像电流电路输出端分别连接在第二运算放大器的反相输入端和同相输入端，所述第二运算放大器的输出端与第三支路的镜像MOS管栅极连接；/n所述电压输出支路包括一与第三支路镜像电流电路互为镜像的镜像电流电路和连接在镜像电流电路输出端的电压输出电路。/n...

【技术特征摘要】
1.一种宽电源电压范围的高精度电压基准源，包括第一支路和第二支路，所述第一支路和第二支路均包括镜像电流电路和一连接在该镜像电流电路输出端的带隙路径，所述第一支路和第二支路的镜像电流电路互为镜像，所述镜像电流电路包括一个镜像MOS管和一个共源共栅MOS管，所述第一支路和第二支路的镜像电流电路的输出端分别连接在第一运算放大器的正相输入端和反相输入端，所述第一运算放大器输出端与镜像MOS管的栅极连接且第一运算放大器的输出电压小于电源电压；
所述第一支路的带隙路径包括相串联的一采用二极管连接方式连接的双极型晶体管和一电阻；所述第二支路的带隙路径包括一采用二极管连接方式连接的双极型晶体管；
其特征在于：
还包括第三支路和电压输出支路；
所述第三支路包括一镜像电流电路和一连接在该镜像电流电路输出端的带隙路径；所述第三支路的带隙路径包括相并联的一采用二极管连接方式连接的双极型晶体管和一电阻；
所述第二支路和第三支路的镜像电流电路输出端分别连接在第二运算放大器的反相输入端和同相输入端，所述第二运算放大器的输出端与第三支路的镜像MOS管栅极连接；
所述电压输出支路包括一与第三支路镜像电流电路互为镜像的镜像电流电路和连接在镜像电流电路输出端的电压输出电路。


2.根据权利要求1所述的一种宽电源电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，
申请(专利权)人：南京物间科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32