[發明專利]用于低供電電壓帶隙基準的PSR增強電路

無效

• 申請號: 201010248981.3
• 申請日: 2010-08-10
• 公開（公告）號: CN102375469A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 張煒承;陳曾平;王衛華;楊方杰;黃小紅
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G05F3/24
• 分類號: G05F3/24;G05F3/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于集成電路設計領域，用于提高帶隙電壓基準電壓源(Bandgap?Voltage?Reference，BGR)的PSR能力，具體涉及一種通過電容耦合電源波動形成負反饋，以顯著增強帶隙電壓基準的PSR的技術。

背景技術

在基準電壓源領域，BGR因具有結構簡單、精度高、工藝兼容性好等特點而得到了廣泛的應用。PSR是BGR的一項重要性能指標，用于表征電路抗電源干擾的能力，尤其在低供電電壓的情況下，PSR性能顯得尤為重要。電路的PSR能力通常用電源抑制比(Power?Supply?Rejection?Ratio，PSRR)來衡量，BGR的PSRR定義為輸出基準電壓變化與引起其變化的電源電壓變化的比值，可以表示為：

PSRR=ΔVrefΔVDD---(1.1)]]>

圖1為典型BGR的電路結構，其中PMOS管M1、M2、M3為相同尺寸的電流鏡，保證三極管Q1、Q2、Q3的電流相等(I1＝I2＝I3＝I)，運算放大器(Operational?Amplifier，OPA)強制使X、Y點的電壓相同(V_X＝V_Y)，并給PMOS管M1、M2、M3提供柵極偏置。三極管Q2與Q1的發射結面積比為N∶1，三極管Q3與Q1的發射結面積相同，故Q1流過的電流為I₁＝I，Q2中每一個三極管流過的電流為I₂＝I/N。

如果忽略三級管“基極-發射級電壓”V_BE對溫度的高階項，可以寫出V_BE的表達式如下：

VBE=VTlnICIS---(1.2)]]>

故在Q1和Q2的發射極端產生兩個不同的負溫度系數電壓V_BE1和V_BE2。由V_Y＝V_X＝V_BE1，在電阻R0上可得到一個正溫度系數電壓V_BE1-V_BE2＝V_T×lnN，通過R0后產生正溫度系數電流(V_T×lnN)/R0。M3將此正溫度系數電流鏡像到R1所在支路，通過R1后產生正溫度系數電壓(V_T×lnN)×R1/R0，R1產生的正溫度系數電壓和Q3產生的負溫度系數電壓相加，通過適當調節R1，就可以得到零溫度系數的輸出電壓基準Vref。

因此，圖1所示帶隙基準的輸出電壓如下式所示：