抗辐射带隙基准源电路制造技术

本发明专利技术涉及一种抗辐射带隙基准源电路，包括用于产生基准电压带隙基准源结构电路和补偿电流产生电路，补偿电流产生电路用于对所述带隙基准源结构电路中的三极管进行电流补偿。本发明专利技术通过对带隙基准源结构的三极管进行电流补偿，降低了三极管受辐射效应后电流增益的影响。本发明专利技术在实现抗辐射抑制的同时，无需较大偏置电流，有效地降低系统功耗。有效地降低系统功耗。有效地降低系统功耗。

【技术实现步骤摘要】
抗辐射带隙基准源电路


[0001]本专利技术涉及电子电路
，特别是一种抗辐射带隙基准源电路。

技术介绍

[0002]随着核能技术和空间技术的发展，越来越多的电子设备要在各种辐射环境中应用，这些辐射环境包括宇宙中的电磁辐射和核电站等产生的辐射。微电子器件是组成电子设备的基本单元，而半导体和微电子器件对这些辐射非常敏感。辐射作用于电子设备，对其性能和功能产生不同程度的影响，甚至使其失效。空间系统对长寿命的要求日益增加，电子器件长寿命的一个重要设计难点是抗总剂量效应加固。
[0003]在空间辐射环境下，辐射环境会影响三极管的少数载流子寿命，从而影响三极管的电参数特性。辐射引起的氧化层空间电荷与界面态会增加表面复合速率，降低电流增益，进而影响基准电压的精度。例如，三极管的电流增益在100krad(Si)下会变小到正常值的50％左右。
[0004]在大部分电子电路中，都需要一个准确的基准电压，带隙基准结构由于其良好的温度系数和稳定性，作为基准电压的提供者得到普遍应用。而带隙基准结构主要是基于三极管，但辐射效应会减小三极管的电流增益，而电流增益的变化会直接影响到带隙基准电压的精度。同时辐射效应还会在PN结之间产生光电流。传统的带隙基准源结构对三极管电流增益和辐射产生的光电流都十分敏感，因此其抗辐射能力较差。
[0005]因此，为了解决辐射效应对带隙基准源结构的影响，传统的解决方式主要有两种：一是开发抗辐射专用工艺线，专门针对带隙基准源结构的器件的辐射效应进行优化，从而使三极管的电流增益在辐射条件下变化不大；二是将三极管偏置在较大的电流下，此时电流增益受辐照影响相对较小。然而，开发定制工艺的开发周期长、资金投入大，且开发难度也很大；并且，将三极管偏置在较大的电流下时，该工作区域不是三极管的最佳工作区域，且该工作条件需要较大的偏置电流，常见抗辐射器件的带隙基准电路的工作电流都在2mA或以上，造成系统功耗偏大。
[0006]综上所述，传统的解决辐射效应对带隙基准源结构的影响的方式，还存在以上不足。

技术实现思路

[0007]基于此，有必要针对传统的抗辐射带隙基准源电路工艺复杂或功耗较高的问题，提供一种抗辐射带隙基准源电路。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提出的带隙基准源结构电路包括：带隙基准源结构电路，用于产生基准电压；补偿电流产生电路，用于对所述带隙基准源结构电路中的三极管进行电流补偿。
[0009]根据本专利技术的优选实施方式，所述带隙基准源结构电路包括：电流镜电路，其包括第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管和第二MOS管的两个源极相连接，两个栅极相连接，两个
漏极分别作为该电流镜电路的第一输出臂和第二输出臂；第一三极管和第二三极管构成的三极管对；其中，所述第一三极管和第二三极管的集电极分别连接所述电流镜电路的第一输出臂和第二输出臂。
[0010]根据本专利技术的优选实施方式，所述带隙基准源结构电路还包括：连接所述第一三极管的集电极、第一MOS管的栅极、第二MOS管的栅极的启动电路的启动电路。
[0011]根据本专利技术的优选实施方式，所述带隙基准源结构电路还包括：分别连接所述第一三极管的基极以及第二三极管的集电极的单位增益缓冲器。
[0012]根据本专利技术的优选实施方式，所述带隙基准源结构电路还包括：连接在所述第一三极管和第二三极管的基极之间的基极电阻。
[0013]根据本专利技术的优选实施方式，所述带隙基准源结构电路还包括第一电阻和第二电阻，其中，第一电阻和第二电阻构成电阻分压网络，第一电阻的两端分别连接第一三极管和第二三极管的发射极，第二电阻的一端连接到第二三极管的发射极，另一端接地。
[0014]根据本专利技术的优选实施方式，所述补偿电流产生电路包括第一部分和第二部分，第一部分用于产生第一输出电流I
OUT1
和第二输出电流I
OUT2
，第二部分用于对第一输出电流和第二输出电流进行处理得到第一补偿电流I
CMP1
和第二补偿电流I
CMP2
，
[0015]第一输出电流和第二输出电流满足：
[0016]I
OUT1
＝I
B1
+I
PBE1
[0017]I
OUT2
＝I
B2
+I
PBE2
[0018]I
B1
为第一三极管基极电流，I
PEB1
第一三极管的基极与发射极之间的光电流I
B2
为第二三极管基极电流，I
PEB2
第二三极管的基极与发射极之间的光电流；
[0019]第一补偿电流I
CMP1
和第二补偿电流I
CMP2
满足：
[0020]I
CMP1
＝I
OUT2
‑2×
I
CMP2
[0021]I
CMP2
＝I
OUT1
‑
I
OUT2
。
[0022]根据本专利技术的优选实施方式，所述补偿电流产生电路的第一部分包括第三MOS管、第一补偿三极管、第三MOS管与第一补偿三极管之间的第一输出MOS管，以及第四MOS管、第二补偿三极管、第四MOS管与第二补偿三极管之间的第二输出MOS管。
[0023]根据本专利技术的优选实施方式，所述补偿电流产生电路的第二部分包括第一补偿电流产生电路和第二补偿电流产生电路，以产生所述第一补偿电流I
CMP1
和第二补偿电流I
CMP2
。
附图说明
[0024]图1为带光电流的抗辐射带隙基准源电路的等效电路图；
[0025]图2为本专利技术的一实施例的抗辐射带隙基准源电路的等效电路图；
[0026]图3为本专利技术的一个实施例的补偿电流产生电路的等效电路图；
[0027]图4为本专利技术的一个实施例的的第一补偿电流I
CMP1
产生电路图；
[0028]图5为本专利技术的一个实施例的的第二补偿电流I
CMP2
产生电路图；
[0029]图6为本专利技术的实施例与现有技术的带隙基准源电路的辐射环境下的基准电压变化示意图。
具体实施方式
[0030]为了更好地理解本专利技术的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0031]本专利技术提出的用于带隙基准源结构的抗辐射方法，该方法对带隙基准源结构的三极管进行电流补偿，以降低所述三极管受辐射效应后电流增益的影响。具体来说，可以分别对所述带隙基准源结构的各三极管，进行一一对应的电流补偿。
[0032]图1为带光电流的带隙基准源电路的等效电路图，如图1所示，该带隙基准源结构电路包括电流镜电路和由成对三极管构成的基准电压产生电路。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗辐射带隙基准源电路，其特征在于，包括：带隙基准源结构电路，用于产生基准电压；补偿电流产生电路，用于对所述带隙基准源结构电路中的三极管进行电流补偿。2.根据权利要求1所述的抗辐射带隙基准源电路，其特征在于，所述带隙基准源结构电路包括：电流镜电路，其包括第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管和第二MOS管的两个源极相连接，两个栅极相连接，两个漏极分别作为该电流镜电路的第一输出臂和第二输出臂；第一三极管和第二三极管构成的三极管对；其中，所述第一三极管和第二三极管的集电极分别连接所述电流镜电路的第一输出臂和第二输出臂。3.根据权利要求2所述的抗辐射带隙基准源电路，其特征在于，所述带隙基准源结构电路还包括：连接所述第一三极管的集电极、第一MOS管的栅极、第二MOS管的栅极的启动电路的启动电路。4.根据权利要求3所述的抗辐射带隙基准源电路，其特征在于，所述带隙基准源结构电路还包括：分别连接所述第一三极管的基极以及第二三极管的集电极的单位增益缓冲器。5.根据权利要求4所述的抗辐射带隙基准源电路，其特征在于，所述带隙基准源结构电路还包括：连接在所述第一三极管和第二三极管的基极之间的基极电阻。6.根据权利要求5所述的抗辐射带隙基准源电路，其特征在于，所述带隙基准源结构电路还包括第一电阻和第二电阻，其中，第一电阻和第二电阻构成电阻分压网络，第一电阻的两端分别连接第一三极管和第二三极管的发射极，第二电阻的一端连接到第二三极管的发射极，另一端接地。7.根据权利要求1所述的抗辐射带隙基准源电路，其特征在于，所述补偿电流产生电路包括第一部分和第二部分，第一部分用于产生第一输出电流I
OUT1
和第二输出电流I
OUT2
，第二部分用于对第一输出电流和第二输出电流进行处理得到第一补...

【专利技术属性】
技术研发人员：董贤辉，李晓明，
申请(专利权)人：北京升宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：