[發(fā)明專利]基準(zhǔn)電源電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010589057.1
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN102541138A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程亮
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: G05F1/565
• 分類號: G05F1/565
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 吳靖靚;駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)，特別是涉及一種基準(zhǔn)電源電路。

背景技術(shù)

基準(zhǔn)源可以產(chǎn)生與電源和工藝無關(guān)、具有確定溫度特性的基準(zhǔn)電壓或基準(zhǔn)電流。在模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)、動(dòng)態(tài)存儲器(DRAM)、Flash存儲器等集成電路設(shè)計(jì)中，低溫度系數(shù)(TC)、低功耗、高電源抑制比(PSRR)的基準(zhǔn)源設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。

圖1為現(xiàn)有的一種對溫度特性進(jìn)行一次曲率補(bǔ)償?shù)膸?Bandgap)基準(zhǔn)電源電路，流過三極管Q01的支路電流和流過三極管Q02的支路電流都為正溫度系數(shù)(PTAT)電流，流過電阻R01、R02的支路電流和電阻R03、R04的支路電流都為負(fù)溫度系數(shù)電流，利用正、負(fù)溫度系數(shù)電流的相互補(bǔ)償，輸出的基準(zhǔn)電壓VREF溫漂特性較好。然而，圖1所示的帶隙基準(zhǔn)電源電路輸出的基準(zhǔn)電壓精度并不高，其主要是因?yàn)椋弘娐分袘?yīng)用多個(gè)電阻，當(dāng)制造工藝變化而發(fā)生偏差時(shí)，特別是超出工藝角的范圍時(shí)，電阻的阻值范圍波動(dòng)過大，使PTAT電流和負(fù)溫度系數(shù)電流對溫度的斜率發(fā)生嚴(yán)重偏差，導(dǎo)致溫度系數(shù)增大，輸出的基準(zhǔn)電壓精度不高，從而降低了帶隙基準(zhǔn)電源電路的性能。

現(xiàn)有的一種對上述問題的解決方案是對溫度特性進(jìn)行二次曲率補(bǔ)償來增加基準(zhǔn)電壓的精度，如圖2所示的一種采用PTAT電壓補(bǔ)償法的二次曲率補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)電源電路，三極管Q1、Q2、Q3、Q4和電阻R1、R2、R3組成的帶隙參考電壓源產(chǎn)生PTAT電流I_PTAT，三極管Q5、Q6、Q7、Q8和電阻R4、R5、R6組成的帶隙參考電壓源用來產(chǎn)生一次溫度補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)電壓Vref。

當(dāng)三極管Q10的基極與發(fā)射極的電壓小于導(dǎo)通電壓時(shí)，兩個(gè)帶隙參考電壓源斷開，輸出的基準(zhǔn)電壓Vref為：V_BE6為三極管Q6的基極與發(fā)射極的電壓。

當(dāng)三極管Q10的基極與發(fā)射極的電壓大于導(dǎo)通電壓時(shí)，兩個(gè)帶隙參考電壓源連通，流過三極管Q10的電流I_PTAT為：I_PTAT＝V_Tlnn₁/R₁，輸出的基準(zhǔn)電壓Vref為：

三極管Q10是在溫度T0點(diǎn)導(dǎo)通，溫度低于T0時(shí)截止，流過電阻R3和R6的電流都是PTAT電流，隨溫度升高而升高。當(dāng)溫度低于T0時(shí)，三極管Q10的基極與發(fā)射極的電壓V_BE10為：其中，n₁＝S_Q2/S_Q1，n₂＝S_Q6/S_Q5，V_T為閾值電壓，S_Q1、S_Q2、S_Q5和S_Q6分別為三極管Q1、Q2、Q5和Q6的截面積。可知，當(dāng)n₁＝n₂，(R₃/R₁-R₆/R₄)＞0時(shí)，V_BE10隨溫度升高而變大，溫度為T0時(shí)的V_BE10等于Q10的導(dǎo)通電壓。

然而，圖2所示的帶隙基準(zhǔn)電源電路仍然存在以下問題：(1)也采用了多個(gè)電阻，當(dāng)制造工藝變化而發(fā)生偏差時(shí)，電阻的阻值范圍波動(dòng)過大，使得電路本身產(chǎn)生的誤差可能會大于二次曲率補(bǔ)償?shù)木龋瑥亩鴮?dǎo)致二次曲率補(bǔ)償失去意義；(2)當(dāng)電阻R₁₆的阻值發(fā)生大的波動(dòng)會造成三極管Q10無法導(dǎo)通或?qū)ǖ臏囟赛c(diǎn)發(fā)生大的偏移；(3)電路在高頻段的PSRR性能較差，無法應(yīng)用于高頻模擬電路中(例如高速的ADC電路)；(4)電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有的帶隙基準(zhǔn)電源電路的精度不高，且高頻段的電源抑制比性能差。

為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施方式提供一種基準(zhǔn)電源電路，包括：

可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)，包括第一電阻端和第二電阻端，所述第一電阻端和第二電阻端之間的電阻阻值隨工藝偏差變化；

帶隙基準(zhǔn)電源電路，連接所述第一電阻端和第二電阻端，產(chǎn)生流過所述第一電阻端和第二電阻端的正溫度系數(shù)電流，并輸出與所述正溫度系數(shù)電流相關(guān)的基準(zhǔn)電壓。

可選的，所述可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)包括：若干組結(jié)構(gòu)相同的選擇單元，用于根據(jù)輸入的控制信號，選擇不同阻值電阻。

可選的，所述可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)包括三組選擇單元，其中，

第一組選擇單元包括第一開關(guān)NMOS管、第二開關(guān)NMOS管和第一電阻，