[實用新型]一種全溫度范圍補償的電壓基準源

無效

• 申請號: 201120147123.X
• 申請日: 2011-05-11
• 公開（公告）號: CN202067172U
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 周澤坤;王慧芳;傅金;馬穎乾;明鑫;張波;李肇基
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周永宏

技術領域

本實用新型屬于電源技術領域，尤其涉及一種電壓基準源的設計。

背景技術

在模擬、數模混合、甚至純數字電路都需要高精度的電壓基準源，如A/D轉換器、DRAMS、電源轉化器、閃存控制電路等。電壓基準源的穩定性直接決定了電路性能的優劣。描述電壓基準源穩定性的指標主要有：電源抑制比、溫度系數等。為了滿足電路在惡劣的外界溫度環境下正常工作的要求，電壓基準必須具有非常小的溫度系數，即非常高的溫度穩定性。

電壓基準源的功能是向電路中其他功能模塊提供基準電壓，是模擬集成電路中非常重要的功能模塊，常為ADC、DAC、傳感器、VCO等電路提供基準電壓。傳統的帶隙基準采用一階溫度補償，主要靠負溫系數的V_BE和正溫系數的V_T來實現。在忽略V_BE非線性的情況下，一階溫度系數通常限制在20-100ppm/℃。為了克服此限制，很多高階補償技術應運而生，如二階溫度補償，指數補償，分段線性補償，以及采用高值多晶電阻與擴散電阻的與溫度相關的電阻率。通過這些技術帶隙基準的溫度穩定性確實得到了改善，但是它們卻增加了一些其它要求，如電流鏡匹配性、電源電壓的預調整或需要高電阻率的電阻。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有的高階補償時電壓基準源存在的問題，提出了一種全溫度范圍補償的電壓基準源。

本實用新型的技術方案是：一種全溫度范圍補償的電壓基準源，包括啟動電路、一階溫度補償電路、比例疊加輸出電路和電流偏置電路，其特征在于，還包括低溫高階補償電路、高溫高階補償電路和負反饋回路，其中，啟動電路為電壓基準源提供啟動偏置電壓，電流偏置電路為一階溫度補償電路和負反饋回路提供偏置電流，負反饋回路與一階溫度補償電路和輸出電路相連接，一階溫度補償電路、低溫高階補償電路和高溫高階補償電路通過比例疊加輸出電路輸出全溫度范圍內經高階補償的電壓基準源。

所述電流偏置電路，包括PMOS管MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP10、NMOS管MN1，電阻R1，NPN三極管Q3和PNP三極管Q6，其中，PMOS管MP2的柵極和漏極相連接同時接PMOS管MP3、MP4、MP5、MP6和MP7的柵極以及NPN三極管Q3的集電極，PMOS管MP4的源極接MP3的漏極，PMOS管MP3的源極接外接電源，PMOS管MP7的源極接MP6的漏極，PMOS管MP6的源極接外接電源，PMOS管MP7的漏極與PNP三極管Q7的發射極相連并作為節點F，PMOS管MP4的漏極接PNP三極管Q6的發射極，PNP三極管Q6的基極接PMOS管MP11的漏極并作為節點B，PNP三極管Q6的集電極接地，PMOS管MP10的柵極與NPN三極管Q3的基極相連接并作為節點E，PMOS管MP10的漏極與NMOS管MN1的柵極和漏極相連，PMOS管MP10的源極與節點G相連，NMOS管MN1的源極接地，NPN三極管Q3的發射極通過電阻R1接地；

所述一階溫度補償電路，包括PMOS管MP11、MP12，電阻R2、R3，NPN三極管Q4、Q5，其中，PMOS管MP11的柵極與漏極相連同時與PMOS管MP12的柵極和NPN管Q4的集電極相連，PMOS管MP12的漏極與NPN管Q5的集電極相連并作為節點A，NPN管Q4和Q5的基極分別與節點E相連接，通過電阻R2將NPN管Q4和NPN管Q5的發射極相連并作為節點C，節點C通過電阻R3接地，PMOS管MP11和MP12的源極相連并作為節點G；

所述負反饋回路，包括電容C1，PNP三極管Q7和NPN三極管Q9，其中，NPN三極管Q7的基極和電容C1的一端分別與節點A相連，電容C1的另一端接地，PNP三極管Q7的集電極接地，NPN三極管Q9的發射極作為輸出節點為VREF，NPN三極管Q7的發射極和NPN三極管Q9的基極相連并作為節點F；

所述低溫高階補償電路，包括電阻R2、R3、R5、R6，NPN三極管Q4、Q5，其中，電阻R6一端作為所述電壓基準源輸出端，另一端串接電阻R5，電阻R5另一端與NPN三極管Q4和Q5的基極相連；

所述高溫高階補償電路，包括電阻R2、R3、R4、R5、R6，NPN三極管Q4、Q5、Q10，電阻R6一端作為輸出節點VREF，另一端串接電阻R5，電阻R5另一端與NPN三極管Q4和Q5的基極相連，電阻R6和R5相接處為節點D并與NPN三極管Q10的集電極相連，NPN三極管Q10的基極與節點C相連，NPN三極管Q10的發射極通過電阻R4接地；