低温漂低压低失调的带隙基准电压源和电子设备制造技术

本发明专利技术提出一种低温漂低压低失调的带隙基准电压源和电子设备，其中，带隙基准电压源包括启动电路、基准核心发生电路、高阶温度补偿电路、高温补偿电路和基准电压输出电路，高阶温度补偿电路，产生对数特性的电流，直接抵消三极管电路中高阶非线性项，实现高阶温度补偿，同时，利用正温度特性的工作电流控制高温补偿电路的开启，进行分流，减少非线性项在高温阶段所占比重会大幅增大引起基准电流增加导致基准电压增大的问题，同时，增加T型电阻网络降低基准电压的失调，提高基准电压的输出精度，以及增加分压电阻网络，降低误差放大器的差分输入电压，确保基准电压在更低的电源电压下工作，扩展带隙基准电压源的电压工作范围。扩展带隙基准电压源的电压工作范围。扩展带隙基准电压源的电压工作范围。

【技术实现步骤摘要】
低温漂低压低失调的带隙基准电压源和电子设备


[0001]本专利技术属于基准电压源
，尤其涉及一种低温漂低压低失调的带隙基准电压源和电子设备。

技术介绍

[0002]基准电压源具有低温漂、高精度被广泛应用在模拟和数字电路系统中。随着半导体工艺尺寸的大幅减少，目前的CMOS工艺需要在较低的电源电压下工作，但是器件的阈值并没有随着尺寸的减小而大幅降低；另一方面为了减少电路的失配，如图1所示，传统的带隙基准电压源一般会带上误差放大器输入端来钳制三极管的基
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射级电压。那么采用传统的带隙基准电压源就会面临当电源电压较低时，带隙基准电压源由于器件阈值电压过高无法保证误差放大器在全工艺、全温、全压(PVT)下都工作在合适区域，引起失配导致基准输出电压不精确。
[0003]传统的带隙基准电压源利用VBE电压表现为负温度系数，当两个三极管工作在不同电流密度时，它们的基极
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射极之间电压的差值与绝对温度成正比，ΔVBE具有正温度系数，产生零温度系数的带隙基准电压，传统的带隙基准电压源只进行了一阶线性补偿，由于VBE存在高阶非线性项，导致传统的带隙基准电压源的温漂系数被限制在20ppm～100ppm/℃。难以达到当前低温漂的性能需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种低温漂低压低失调的带隙基准电压源，旨在解决传统的带隙基准电压源无法实现低温漂、低压和低失调的问题。
[0005]本专利技术实施例的第一方面提出了一种低温漂低压低失调的带隙基准电压源，包括启动电路、基准核心发生电路、高阶温度补偿电路、高温补偿电路和基准电压输出电路；
[0006]所述启动电路，在电源电压上电时，产生第一驱动电平至基准核心发生电路；
[0007]所述基准核心发生电路包括误差放大器、与所述误差放大器的输入端通过分压节点分别连接的分压电阻网络、分别与所述分压电阻网络两端连接的T型电阻网络和两个三极管电路，所述基准核心发生电路受所述第一驱动电平触发工作产生两路工作电流并输出至两个差分设置的所述三极管电路，以及输出第二驱动电平至所述基准电压输出电路，以触发所述基准电压输出电路输出基准电流和基准电压；
[0008]所述分压电阻网络，用于降低所述误差放大器的差分输入电压；
[0009]所述T型电阻网络，用于降低基准电压的失调电压；
[0010]所述高阶温度补偿电路，用于在所述基准核心发生电路产生工作电流时同步产生对数电流，并抵消所述三极管电路中高阶非线性项，所述对数电流与温度呈正比；
[0011]所述高温补偿电路，用于在所述高阶温度补偿电路的对数电流达到预设电流时触发导通，以对所述基准电压输出电路产生的基准电流进行高温电流补偿。
[0012]在一个实施例中，所述基准核心发生电路包括第一电子开关管、第二电子开关管、
第一三极管电路、第二三极管电路、分压电阻网络和T型电阻网络，所述第一三极管电路包括第一三极管，所述第二三极管电路包括第一电阻和第二三极管，所述分压电阻网络包括第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述T型电阻网络包括第六电阻、第七电阻和第八电阻；
[0013]所述第一电子开关管的源极和所述第二电子开关管的源极共接并与正电源端连接，所述第一电子开关管的栅极、所述第二电子开关管的栅极、所述误差放大器的输出端、所述启动电路的信号输出端、所述高阶温度补偿电路的受控端和所述基准电压输出电路的受控端共接，所述第一电子开关管的漏极、所述第六电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第一三极管的发射极共接，所述第二电子开关管的漏极、所述第七电阻的第一端、所述第四电阻的第一端和所述第一电阻的第一端共接，所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端和所述误差放大器的反相输入端共接，第四电阻的第二端、所述第五电阻的第一端和所述误差放大器的正相输入端共接，所述第六电阻的第二端、所述第七电阻的第二端和所述第八电阻的第一端共接，所述第三电阻的第二端、所述第一三极管的集电极、所述第一三极管的基极、所述第八电阻的第二端、所述第五电阻的第二端、所述第二三极管的集电极和所述第二三极管的基极共接并接地。
[0014]在一个实施例中，所述高阶温度补偿电路包括第三电子开关管、第四电子开关管、第五电子开关管、第三三极管和第九电阻；
[0015]所述第三电子开关管的源极、所述第四电子开关管的源极和所述第五电子开关管的源极共接并与正电源端连接，所述第三电子开关管的栅极与所述误差放大器的输出端连接，所述第三电子开关管的漏极、所述第三三极管的发射极、所述第五电子开关管的漏极和所述第二电子开关管的漏极共接，所述第四电子开关管的栅极、所述第三三极管的基极、所述第九电阻的第一端和所述第五电子开关管的栅极共接，所述第三三极管的集电极和所述第九电阻的第二端均接地。
[0016]在一个实施例中，所述高温补偿电路包括第六电子开关管、第七电子开关管、第八电子开关管和第十电阻；
[0017]所述第六电子开关管的源极与所述正电源端连接，所述第六电子开关管的栅极和所述第五电子开关管的栅极连接，所述第六电子开关管的漏极、所述第十电阻的第一端、所述第七电子开关管的栅极和所述第八电子开关管的栅极共接，所述第七电子开关管的漏极和所述第二电子开关管的漏极连接，所述第七电子开关管的源极和所述第八电子开关管的漏极连接，所述第八电子开关管的源极接地。
[0018]在一个实施例中，所述高温补偿电路还包括二极管，所述二极管的阴极与所述第七电子开关管的漏极连接，所述二极管的阳极接地。
[0019]在一个实施例中，所述基准电压输出电路包括第九电子开关管和第十一电阻；
[0020]所述第九电子开关管的源极与所述正电源端连接，所述第九电子开关管的栅极与所述误差放大器的输出端连接，所述第九电子开关管的漏极与所述第十一电阻的第一端共接构成所述基准电压输出电路的输出端，所述第十一电阻的第二端接地。
[0021]在一个实施例中，所述启动电路包括第十电子开关管、第十一电子开关管、第十二电子开关管和第十三电子开关管；
[0022]第十电子开关管的源极与正电源端连接，所述第十电子开关管的栅极接地，所述
第十电子开关管的漏极与所述第十一电子开关管的源极连接，所述第十一电子开关管的栅极、所述第十一电子开关管的漏极、所述第十二电子开关管的栅极和所述第十三电子开关管的漏极共接，所述第十三电子开关管的栅极用于接收启动电压，所述第十三电子开关管的源极和所述第十二电子开关管的源极均接地，所述第十二电子开关管的漏极构成所述启动电路的信号输出端。
[0023]在一个实施例中，所述第一电子开关管的宽度和长度比值、第二电子开关管的宽度和长度比值、第三电子开关管的宽度和长度比值和所述第九电子开关管的宽度和长度比值相等。
[0024]在一个实施例中，第四电子开关管的宽度和长度比值、第五电子开关管的宽度和长度比值和所述第六电子开关管的宽度和长度比值相等。
[0025]本专利技术实施例的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温漂低压低失调的带隙基准电压源，其特征在于，包括启动电路、基准核心发生电路、高阶温度补偿电路、高温补偿电路和基准电压输出电路；所述启动电路，在电源电压上电时，产生第一驱动电平至基准核心发生电路；所述基准核心发生电路包括误差放大器、与所述误差放大器的输入端通过分压节点分别连接的分压电阻网络、分别与所述分压电阻网络两端连接的T型电阻网络和两个三极管电路，所述基准核心发生电路受所述第一驱动电平触发工作产生两路工作电流并输出至两个差分设置的所述三极管电路，以及输出第二驱动电平至所述基准电压输出电路，以触发所述基准电压输出电路输出基准电流和基准电压；所述分压电阻网络，用于降低所述误差放大器的差分输入电压；所述T型电阻网络，用于降低基准电压的失调电压；所述高阶温度补偿电路，用于在所述基准核心发生电路产生工作电流时同步产生对数电流，并抵消所述三极管电路中高阶非线性项，所述对数电流与温度呈正比；所述高温补偿电路，用于在所述高阶温度补偿电路的对数电流达到预设电流时触发导通，以对所述基准电压输出电路产生的基准电流进行高温电流补偿。2.如权利要求1所述的低温漂低压低失调的带隙基准电压源，其特征在于，所述基准核心发生电路包括第一电子开关管、第二电子开关管、第一三极管电路、第二三极管电路、分压电阻网络和T型电阻网络，所述第一三极管电路包括第一三极管，所述第二三极管电路包括第一电阻和第二三极管，所述分压电阻网络包括第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述T型电阻网络包括第六电阻、第七电阻和第八电阻；所述第一电子开关管的源极和所述第二电子开关管的源极共接并与正电源端连接，所述第一电子开关管的栅极、所述第二电子开关管的栅极、所述误差放大器的输出端、所述启动电路的信号输出端、所述高阶温度补偿电路的受控端和所述基准电压输出电路的受控端共接，所述第一电子开关管的漏极、所述第六电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第一三极管的发射极共接，所述第二电子开关管的漏极、所述第七电阻的第一端、所述第四电阻的第一端和所述第一电阻的第一端共接，所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端和所述误差放大器的反相输入端共接，第四电阻的第二端、所述第五电阻的第一端和所述误差放大器的正相输入端共接，所述第六电阻的第二端、所述第七电阻的第二端和所述第八电阻的第一端共接，所述第三电阻的第二端、所述第一三极管的集电极、所述第一三极管的基极、所述第八电阻的第二端、所述第五电阻的第二端、所述第二三极管的集电极和所述第二三极管的基极共接并接地。3.如权利要求2所述的低温漂低压低失调的带隙基准电压源，其特征在于，所述高阶温度补偿电路包括第三电子开关管、第四电子开关管、第五电子开关管、第三三极管和第九电阻；所述第三电子开关管的源极、所述第四电子开关管的源极和所述第五电子开关管的源极共接并与正电...

【专利技术属性】
技术研发人员：周盼，谢文刚，赵鹏，尚林林，
申请(专利权)人：深圳市国微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：