[發(fā)明專(zhuān)利]帶隙基準(zhǔn)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010187374.0
• 申請(qǐng)日: 2010-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101853042A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段新東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05F3/30
• 分類(lèi)號(hào): G05F3/30
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電子學(xué)和固體電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及集成電路的電壓基準(zhǔn)源電路，尤其涉及一種帶隙基準(zhǔn)電路。

背景技術(shù)

基準(zhǔn)電壓源是模擬電路設(shè)計(jì)廣泛采用的一個(gè)關(guān)鍵模塊.可提供高精度和高穩(wěn)定度基準(zhǔn)量電源。該基準(zhǔn)電壓源與電源、工藝參數(shù)和溫度相關(guān)性很小，但產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓精度、溫度穩(wěn)定性和抗噪聲干擾能力直接影響整個(gè)電路系統(tǒng)的精度和性能。因此，設(shè)計(jì)高性能基準(zhǔn)電壓源具有主要意義。

1971年Robert?Widla提出帶隙基準(zhǔn)電壓源以來(lái)，相對(duì)其他類(lèi)型的基準(zhǔn)電壓源而言，帶隙基準(zhǔn)電壓源以其低溫度系數(shù)、低電源電壓，可與規(guī)則CMOS工藝相兼容的特性，廣泛運(yùn)用于集成電路翻。現(xiàn)以帶隙基準(zhǔn)電壓源的產(chǎn)生原理為基礎(chǔ)，提出了一種具有良好自啟動(dòng)和低功耗特征的CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源。該帶隙基準(zhǔn)電壓源用于BLVDS總線收發(fā)器電路，主要為BLVDS總線驅(qū)動(dòng)器、接收器提供所需的1.2V偏置電壓。

請(qǐng)參考圖1，圖1為現(xiàn)有的帶隙基準(zhǔn)電路，從圖上可以看出，帶隙基準(zhǔn)電路包括若干個(gè)電阻R0、R1a、R1b、R2a、R2b，R3，場(chǎng)效應(yīng)管M1、M2、M3，，三極管Q1、Q2，和一個(gè)運(yùn)算放大器組成，用于產(chǎn)生一個(gè)與溫度和電源無(wú)關(guān)的基準(zhǔn)電壓輸出；其中，場(chǎng)效應(yīng)管M1、M2和M3組成電流鏡；M1的源極、M2的源極和M3的源極相連，M1的柵極、M2的柵極和M3的柵極相連，電阻R1a和R1b串聯(lián)，兩端分別和場(chǎng)效應(yīng)管M1的漏極、三極管Q1的集電極相連；電阻R2a和R2b串聯(lián)，兩端分別和場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極、三極管Q2的集電極相連；電阻R0兩端分別和場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極、三極管Q2的發(fā)射極相連；電阻R3一端連接場(chǎng)效應(yīng)管M3的漏極，另一端接地；運(yùn)算放大器的正極輸入端連接于電阻R1a和電阻R1b之間，運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端連接于電阻R2a和電阻R2b之間，運(yùn)算放大器的輸出端連接場(chǎng)效應(yīng)管M1、M2、M3的柵極；三極管Q1、Q2的基極、集電極均接地；場(chǎng)效應(yīng)管MEN，其源極和場(chǎng)效應(yīng)管M1的源極、場(chǎng)效應(yīng)管M2的源極、場(chǎng)效應(yīng)管M3的源極相連，場(chǎng)效應(yīng)管MEN的漏極和放大器S的輸出端相連。

所述帶隙基準(zhǔn)電路的工作原理為：通過(guò)運(yùn)算放大器的反饋控制使場(chǎng)效應(yīng)管M1漏極電壓和場(chǎng)效應(yīng)管M2漏極電壓相等，由于場(chǎng)效應(yīng)管M1、M2和M3的柵極、源極電壓是一樣的，且三個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管都工作在飽和區(qū)，所以三個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電流基本相等，從而該基準(zhǔn)源電路的輸出為：

VREF=R3R2(R1ln(N)R0VT-VBE)]]>

其中R_2a＝R_2b＝R_2a＝R_2b，R₁＝R_1a+R_1b，R₂＝R_2a+R_2b，N為晶體管Q2和Q1數(shù)量的比值，V_T是指熱電壓，T是開(kāi)爾文絕對(duì)溫度，V_BE為三極管的基射極導(dǎo)通電壓。