一种带隙电压基准源高阶非线性补偿电路制造技术

本发明专利技术公开的带隙电压基准源高阶非线性补偿电路，包括电流产生电路、高阶非线性补偿电路、输出电路；所述电流产生电路具有N个电流产生支路；所述高阶非线性补偿电路为N阶非线性产生电路，N阶非线性产生电路的输入端与N个电流产生支路一一对应连接，基于N个电流产生支路输出的不同温度系数的电流，产生具有正温度系数的N阶温度补偿电流；所述输出电路基于N阶温度补偿电流产生N阶补偿电压，并与一阶带隙基准电压叠加后产生基准电压。本发明专利技术能够独立补偿带隙电压基准的2阶和更高阶非线性分量，补偿后基准源的温漂小于1ppm/℃。补偿后基准源的温漂小于1ppm/℃。补偿后基准源的温漂小于1ppm/℃。

【技术实现步骤摘要】
一种带隙电压基准源高阶非线性补偿电路


[0001]本专利技术涉及带隙电压基准源
，具体涉及一种带隙电压基准源高阶非线性补偿电路。

技术介绍

[0002]带隙电压基准源能够提供具有低温度系数的参考电压从而广泛应用于各类集成电路产品中。它的基本原理是产生一个正温度系数的电压抵消三极管Vbe的负温度系数。Vbe的负温度系数包括1阶线性分量，2阶、3阶和更高阶非线性分量。Vbe抵消1阶线性分量后剩下2阶和更高阶非线性分量，基准源的温漂可能超过10ppm/℃。对于某些应用，比如为高精度ADC提供电压参考源的温漂需要小于2ppm/℃，甚至1ppm/℃，这时需要抵消Vbe负温度系数的2阶、3阶甚至更高阶非线性分量。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种带隙电压基准源高阶非线性补偿电路，能够独立补偿带隙电压基准的2阶和更高阶非线性分量，补偿后基准源的温漂小于1ppm/℃。
[0004]技术方案：本专利技术所述带隙电压基准源高阶非线性补偿电路，包括电流产生电路、高阶非线性补偿电路、输出电路；所述电流产生电路具有N个电流产生支路；所述高阶非线性补偿电路为N阶非线性产生电路，N阶非线性产生电路的输入端与N个电流产生支路一一对应连接，基于N个电流产生支路输出的不同温度系数的电流，产生具有正温度系数的N阶温度补偿电流；所述输出电路基于N阶温度补偿电流产生N阶补偿电压，并与一阶带隙基准电压叠加后产生基准电压。
[0005]进一步完善上述技术方案，所述电流产生电路具有2个电流产生支路，基于2个电流产生支路输出的不同温度系数的电流，所述高阶非线性补偿电路产生具有正温度系数的2阶温度补偿电流；或所述电流产生电路具有3个电流产生支路，基于3个电流产生支路输出的不同温度系数的电流，所述高阶非线性补偿电路产生具有正温度系数的部分或全部3阶温度补偿电流。
[0006]进一步地，所述高阶非线性补偿电路包括输入侧连接支路、输出侧连接支路，所述输入侧连接支路包括N个三极管，每个三极管的基极与集电极互连，N个三极管之间以前一三极管的发射极与后一三级管的集电极依次串联，N个三极管的基极与所述N个电流产生支路的输出端一一对应相连；所述输出侧连接支路包括N
‑
1个三极管和输出三极管，其中N
‑
1个三极管与所述输入侧连接支路的三极管呈对称设置，且N
‑
1个三极管依此串联后连接有一恒定电流Iext，三极管与恒定电流Iext之间的节点与所述输出三极管的基极相连。
[0007]进一步地，所述电流产生支路采用电流源或电流井且参数的选取与目标非线性多项式系数相匹配，所述三级管采用NPN或对应的PNP管。
[0008]进一步地，所述电流产生支路包括恒定电流Iext和具有正温度系数的线性电流
PTAT，Iext与PTAT之间的节点与所述三极管的基极相连。
[0009]进一步地，所述电流产生电路包括第一电流产生支路、第二电流产生支路，所述高阶非线性补偿电路包括三极管Q0、Q1、Q2、Q3，三极管Q3、Q1的基极与集电极互连，三极管Q3的发射极与三极管Q1的集电极相连，第一电流产生支路的输出端与三极管Q3的基极相连且流经三极管Q3的电流Q3(T)＝k1*Iext
‑
Iptat(T)，第二电流产生支路的输出端与三极管Q1的基极相连且流经三极管Q1的电流IQ1(T)＝Iptat(T)
‑
k2*Iext，且k1*I
ext
＝I
ptat
(T2),k2*I
ext
＝I
ptat
(T0),T2>T0；所述三极管Q3与三极管Q2的基极相连，所述三极管Q2的发射极与恒定电流Iext相连且连接节点与三极管Q0的基极相连。通过这样设置，能够产生2阶非线性电流电路，以产生所需温度范围内的2阶非线性分量。
[0010]进一步地，所述电流产生电路包括第一电流产生支路、第二电流产生支路、第三电流产生支路，所述高阶非线性补偿电路包括三极管Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5，三极管Q5、Q3、Q1的基极与集电极互连，三极管Q5的发射极与三极管Q3的集电极相连，三极管Q3的发射极与三极管Q1的集电极相连，第一电流产生支路的输出端与三极管Q5的基极相连且流经三极管Q5的电流IQ5(T)＝k3*Iext
‑
Iptat(T)，第二电流产生支路的输出端与三极管Q3的基极相连且流经三极管Q3的电流IQ3(T)＝k2*Iext
‑
Iptat(T)，第三电流产生支路的输出端与三极管Q1的基极相连且流经三极管Q1的电流IQ1(T)＝Iptat(T)
‑
k1*Iext，k1*I
ext
＝I
ptat
(T0),k2*I
ext
＝I
ptat
(T1),k3*I
ext
＝I
ptat
(T2),T2>T1>T0；所述三极管Q5与三极管Q4的基极相连，所述三极管Q4的发射极与三极管Q2的集电极相连，且三极管Q2的基极与集电极互连，所述三极管Q2的发射极与恒定电流Iext相连且连接节点与三极管Q0的基极相连。通过这样设置，产生3阶非线性电流电路，相应的电流波形为3阶非线性分量波形的上半部分，以产生所需温度范围内的3阶非线性分量，进行部分补偿。
[0011]进一步地，所述电流产生电路包括第一电流产生支路、第二电流产生支路、第三电流产生支路，所述高阶非线性补偿电路包括三极管Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7，三极管Q5、Q3、Q1的基极与集电极互连，三极管Q5的发射极与三极管Q3的集电极相连，三极管Q3的发射极与三极管Q1的集电极相连，第一电流产生支路的输出端与三极管Q5的基极相连且流经三极管Q5的电流IQ5(T)＝k3*Iext
‑
Iptat(T)，第二电流产生支路的输出端与三极管Q3的基极相连且流经三极管Q3的电流IQ3(T)＝Iptat(T)
‑
k2*Iext，第三电流产生支路的输出端与三极管Q1的基极相连且流经三极管Q1的电流IQ1(T)＝Iptat(T)
‑
k1*Iext；所述三极管Q5与三极管Q4的基极相连，所述三极管Q4的发射极与三极管Q2的集电极相连，且三极管Q2的基极与集电极互连，所述三极管Q2的发射极与恒定电流Iext相连且连接节点与三极管Q6的基极相连，三极管Q6与三极管Q7呈对称设置，三极管Q0与三极管Q7呈对称设置。通过这样设置，产生3阶非线性电流电路，相应的电流波形为3阶非线性分量波形的下半部分，以产生所需温度范围内的部分3阶非线性分量。
[0012]将产生3阶非线性分量波形的上半部分的电流电路输出端与3阶非线性分量波形的下半部分的电流电路输出端进行组合，产生完整的3阶非线性电流波形。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带隙电压基准源高阶非线性补偿电路，其特征在于：包括电流产生电路、高阶非线性补偿电路、输出电路；所述电流产生电路具有N个电流产生支路；所述高阶非线性补偿电路为N阶非线性产生电路，N阶非线性产生电路的输入端与N个电流产生支路一一对应连接，基于N个电流产生支路输出的不同温度系数的电流，产生具有正温度系数的N阶温度补偿电流；所述输出电路基于N阶温度补偿电流产生N阶补偿电压，并与一阶带隙基准电压叠加后产生基准电压。2.根据权利要求1所述的带隙电压基准源高阶非线性补偿电路，其特征在于：所述电流产生电路具有2个电流产生支路，基于2个电流产生支路输出的不同温度系数的电流，所述高阶非线性补偿电路产生具有正温度系数的2阶温度补偿电流；或所述电流产生电路具有3个电流产生支路，基于3个电流产生支路输出的不同温度系数的电流，所述高阶非线性补偿电路产生具有正温度系数的部分或全部3阶温度补偿电流。3.根据权利要求1所述的带隙电压基准源高阶非线性补偿电路，其特征在于：所述高阶非线性补偿电路包括输入侧连接支路、输出侧连接支路，所述输入侧连接支路包括N个三极管，每个三极管的基极与集电极互连，N个三极管之间以前一三极管的发射极与后一三级管的集电极依次串联，N个三极管的基极与所述N个电流产生支路的输出端一一对应相连；所述输出侧连接支路包括N
‑
1个三极管和输出三极管，其中N
‑
1个三极管与所述输入侧连接支路的三极管呈对称设置，且N
‑
1个三极管依此串联后连接有一恒定电流Iext，三极管与恒定电流Iext之间的节点与所述输出三极管的基极相连。4.根据权利要求3所述的带隙电压基准源高阶非线性补偿电路，其特征在于：所述电流产生支路采用电流源或电流井且参数的选取与目标非线性多项式系数相匹配，所述三级管采用NPN或对应的PNP管。5.根据权利要求4所述的带隙电压基准源高阶非线性补偿电路，其特征在于：所述电流产生支路包括恒定电流Iext和具有正温度系数的线性电流PTAT，Iext与PTAT之间的节点与所述三极管的基极相连。6.根据权利要求5所述的带隙电压基准源高阶非线性补偿电路，其特征在于：所述电流产生电路包括第一电流产生支路、第二电流产生支路，所述高阶非线性补偿电路包括三极管Q0、Q1、Q2、Q3，三极管Q3、Q1的基极与集电极互连，三极管Q3的发射极与三极管Q1的集电极相连，第一电流产生支路的输出端与三极管Q3的基极相连且流经三极管Q3的电流Q3(T)＝k1*Iext
‑
Iptat(T)，第二电流产生支路的输出端与三极管Q1的基极相连且流经三极管Q1的电流IQ1(T)＝Iptat(T)
‑
k2*Iext，且k1*k
ext
＝I
ptat
(T2),k2*I
ext
＝I
ptat
(T0...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫涛涛，沈晓斌，
申请(专利权)人：昇陌微电子苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：