[發明專利]一種采用數字開關控制的低噪聲帶隙基準電壓電路

無效

• 申請號: 200910050628.1
• 申請日: 2009-05-05
• 公開（公告）號: CN101551690A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 鄒亮;唐長文
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G05F3/30
• 分類號: G05F3/30;H03K17/60
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司
• 代理人: 羅習群

技術領域

本發明涉及一種帶隙基準電壓電路，尤其涉及一種采用數字開關控制的低噪聲帶隙基準電壓電路，屬于模擬集成電路技術領域。

背景技術

帶隙基準電壓的目的，是得到一個和電源及工藝無關的，具有確定溫度特性的直流電壓。隨著無線通訊技術和集成電路工藝的發展，精確的偏置電壓及低噪聲偏置的生成得到廣泛的關注。對于絕大多數模擬及射頻系統來說，帶隙基準電路都是不可或缺的一部分。精確的偏置電壓一直是人們追求的目標，傳統的方法，通常是采用Trimming對帶隙基準電壓電路進行校正，從而得到精確的輸出參考電壓，但是這樣做比較復雜；而低噪聲的偏置生成，在無線通信系統中顯得尤為重要，一些射頻電路對噪聲的要求十分苛刻，使得傳統的帶隙基準電壓電路無法勝任。

附圖1是傳統的帶隙基準電壓電路的示意圖。誤差運算放大器101的輸入端分別連接至晶體管M1和M2的漏極，利用誤差運算放大器實現負反饋，從而使得運放輸入端兩點的電壓相等；一對電阻102，其中電阻R1的兩端分別連接至晶體管M2的漏極和PNP晶體管Q2的集電極，另一個電阻R2的兩端分別連接至PNP晶體管Q3的發射極和參考電路的輸出端Vref；電流鏡偏置管103，通過電流鏡偏置得到三路相等的電流；一組PNP晶體管104，其晶體管個數之比為Q?1∶Q3∶Q2＝1∶1∶M。

推導此電路的輸出電壓可得：Vref=Vbe3+IR2=Vbe3+R2R1VTln(M)---(1)]]>此電路通過V_be3的負溫度系數和V_T的正溫度系數相抵消，從而得到一個和溫度無關的輸出參考電壓。然而這種電路結構的缺點主要在于：

1、由于工藝的偏差，實際流片測試的結果和設計時仿真的結果有區別，使得實際的輸出參考電壓和仿真相比較產生了偏差。

2、該電路并沒有特別考慮電路的噪聲性能，使得其很難應用于對噪聲要求苛刻的射頻及模擬系統中。

發明內容

為了解決以上的兩個問題，本發明提出一種采用數字開關控制的低噪聲帶隙基準電壓電路；該電路包括誤差運算放大器，共柵共源電流偏置電路，啟動電路以及一對POLY電阻，其特征在于，設置一組數字開關控制PNP晶體管陣列，由數字信號控制PNP管選通，以改變輸出參考電壓值，PNP管陣列兩端，分別連接至POLY電阻中的R1和地之間。

所述開關控制PNP晶體管陣列，其選通個數，由一個譯碼器進行編碼，譯碼器的輸入端由數字信號控制。

所述POLY電阻中的R2一端與另一PNP管Q?1發射極連接，另一端連接至參考輸出電壓端V_ref。

所述PNP晶體管陣列中的PNP管子數量大于100。

所述共柵共源偏置電路中的晶體管M2、M5及M3、M6的偏置電流共同流過PNP晶體管Q1。

本發明的優點在于，由于采用數字信號控制PNP晶體管的選通，從而得到可以調整的輸出參考電壓范圍，考慮一定的工藝偏差，使得偏差落在可調整的電壓范圍內。在噪聲方面，設計時考慮所有的噪聲來源，并分別減小之，實現低噪聲。該電路結構同時適用于對輸出電壓要求精確，對噪聲要求苛刻的射頻及模擬系統中。

附圖說明

圖1為一常用的帶隙基準電壓電路。

圖2為本發明采用數字開關控制的低噪聲帶隙基準電壓電路原理圖。

圖3為開關控制PNP晶體管陣列圖。