[發明專利]一種輸出可調的高電源抑制比基準源電路

無效

• 申請號: 200910059228.7
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101598953A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 朱國軍
• 申請（專利權）人: 和芯微電子(四川)有限公司
• 主分類號: G05F3/30
• 分類號: G05F3/30
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 徐 豐

技術領域

本發明屬于模擬集成電路和混合信號集成電路領域，具體涉及一種輸出可調的高電源抑制比基準源電路。

背景技術

基準源電路是模擬集成電路和混合集成電路設計里的一個重要模塊，衡量基準源電路性能的參數指標主要有兩個：一個是輸出電壓隨溫度變化的關系，第二個是輸出電壓隨電源變化的關系。理想的基準源電路的輸出電壓不隨溫度和電源變化而變化，因此，低溫度系數和高電源抑制比的基準源電路就成為基準源設計的兩個基本要求。

基準源電路有兩種基本類型：電壓型基準源和電流型基準源。電壓型基準源主要工作原理是利用一個負溫度系數的電壓和一個正溫度系數的電壓相加，得到一個基本上零溫度系數的輸出電壓。如圖1所示，傳統的電壓型基準源電路，該電路的工作原理為：

電路通過運算放大器OP1的反饋控制使N1和N2點電壓相等，因此流過電阻R1的電流I1等于ΔVbe/R1，ΔVbe等于Vbe1減去Vbe2。

MP3，MP4和MP7組成電流鏡使得I1＝I2＝I3，因此該電路的輸出為：

VREF＝Vbe+ΔVbe(R2/R1)

由于Vbe為負溫度系數，ΔVbe為正溫度系數，因此通過設置電阻R2和R1的比值就可以等到零溫度系數的輸出電壓。

電流型基準源主要工作原理是利用一個負溫度系數的電流和一個正溫度系數的電流相加，得到一個基本上零溫度系數的電流，這個電流再流過電阻得到一個零溫度系數的輸出電壓。如圖2所示，傳統的電流型基準源電路，該電路的工作原理為：

和電壓型基準源電路一樣，正常工作時運算放大器的反饋控制使N1點和N2點電壓一樣，MP3，MP4和MP7組成的電流鏡使得電流I1＝I2＝I3。

I4＝I7＝Vbe/R2

I5＝I6＝ΔVbe/R1

I1＝I2＝I4+I5＝Vbe/R2+ΔVbe/R1

從上述公式中可以看到，I1為一個正溫度系數的電流加上一個負溫度系數的電流，通過設計合適的電阻R2和R1值可以得到零溫度系數的電流。該電流通過電流鏡流過電阻R4得到零溫度系數的輸出電壓。

VREF＝(Vbe+ΔVbe(R2/R1))R4/R2

上述的電壓型基準源電路只能輸出1.2V的零溫度系數的輸出電壓，從而限定了基準源的使用范圍；電流型基準源電路通過電阻R4的調節，可以輸出不同的零溫度系數的電壓值，但是這兩種基準源電路的電源抑制比都不高，大概在50db左右；現在需要的是高電流抑制比的基準源電路。

發明內容

本發明旨在提出一種輸出可調的高電源抑制比基準源電路，其高電源抑制比可達100db，寬輸出范圍可達0-2.5V。

本發明的技術方案如下：

一種輸出可調的高電源抑制比基準源電路，包括基準源電路的產生電路和增大電源抑制比第一級電路，其特征在于：在基準源電路的產生電路中設置浮動電壓源，在基準電壓輸出電路上設置增益提高級，

通過浮動電壓源提供適當的偏置電壓給增益提高級，保證增益提高級全部工作在飽和區，這樣就可以通過浮動電壓源的調節偏置大小，保證基準源電路在VREF的整個輸出范圍內都有大的電源抑制比。

所述浮動電壓源可以通過MOS管或者電阻或者其他的等效方式來實現。

所述增益提高級通過運算放大器和場效應管連接組成實現。

所述電路的具體組成和工作原理如下：

運算放大器OP1作為增大電源抑制比的第一級，通過反饋控制使得N1和N2電壓相等，并輸出電壓控制電流鏡的電流；

電阻R1，R2，R3和三極管Q2X8，Q1X1作為基準源電路的產生電路，作用是通過兩個不同溫度系數的電流相加產生一個零溫度系數的電流，其中流過電阻R3的電流為CTAT(與絕對溫度成反比的)電流，流過電阻R1的電流為PTAT(與絕對溫度成正比的)電流；

浮動電壓源的作用是提供適當的偏置電壓給運算放大器OP2，作用是保證由OP2和場效應管MP8組成的增益提高級全部工作在飽和區，這樣就可以通過浮動電壓源的調節，保證基準源電路在VREF的整個輸出范圍內都有大的電源抑制比；

場效應管MP3，MP4和MP7組成電流鏡給各條支路提供電流；其中，MP3，MP4和MP7的寬長比設計成一樣，保證每條支路的電流相等；

運算放大器OP2和場效應管MP8組成增益提高級，作用是通過提高輸出阻抗達到提高電源抑制比的設計要求，運算放大器OP2的反饋控制使得MP7和MP4漏端電壓相等，因此提高了電流鏡的精度；