[實用新型]一種高階曲率補償的帶隙基準電壓源

無效

• 申請號: 201120147175.7
• 申請日: 2011-05-11
• 公開（公告）號: CN202075651U
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 周澤坤;黃智;朱培生;王永春;劉明亮;明鑫;張波
• 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，具體涉及一種帶隙基準電壓源的設計。?

背景技術

在很多模擬電路、數字電路以及數?；旌想娐返膽弥?，精確的基準電路由于其高精度和低溫漂的特性起到了很重要的作用。基準電壓要求在輸入電壓和溫度變化的情況下保持穩定，而且需要與標準的制造工藝兼容。現在低壓與低功耗是很多系統設計時需考慮的兩條重要性能，特別是對于電池供電的產品。?

由Widlar和Brokaw提出的傳統帶隙基準電路是一階溫度補償的基準。由于V_BE與溫度的非線性關系，一階溫度補償基準的溫度系數一般被限制在20到100ppm/℃。因此，很多高階溫度補償的方法被用來克服一階溫度補償的局限性。Song等人和Lee等人提出的高階溫度補償方法可以得到很小的溫度系數，但是在功耗和最低工作電壓方面不夠優化。?

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有的基準電壓源存在的問題，提出了一種高階曲率補償的帶隙基準電壓源。?

本實用新型的技術方案是：一種高階曲率補償的帶隙基準電壓源，包括啟動電路、輔助基準電路與指數曲率補償電路、對數曲率補償電路和電流疊加電路，所述輔助基準電路與指數曲率補償電路的輸入端分別與所述啟動電路的輸出端連接，所述輔助基準電路與指數曲率補償電路的輸出端分別與所述對數曲率補償電路和所述電流疊加電路連接，所述對數曲率補償電路的輸出端與所述電流疊加電路連接，所述電流疊加電路的輸出即為基準電壓。?

所述輔助基準電路與指數曲率補償電路包括PMOS管MP6、MP7、MP8，電阻R2、R3、R4和NPN管Q4、Q5，其中，PMOS管MP7和MP6的源極與襯底都與外部的電源相連，MP7柵漏短接并與MP6的柵極相連形成電流鏡；NPN管Q5與Q4的基極相連，Q5的集電極與MP7的漏極相連；Q4的集電極與MP6的漏端相連，Q4的發射極連接電阻R2后與Q5的發射極連接并通過電阻R3連接到地；PMOS管MP8的源極與襯底短接并連到電源電壓，柵極與MP6的漏極相連，漏極通過電阻R4連接到地；PMOS管MP7和MP6的漏極分別為輔助基準電路與指數曲率補償電路的兩個輸出端。?

所述對數曲率補償電路包括PMOS管MP1、MP2、MP3，NMOS管MN1、MN2，NPN管Q1、Q2和電阻R1，其中，PMOS管MP1、MP2和MP3的源極與襯底分別連到外部的電源，MP1和MP2的柵極分別與所述輔助基準電路與指數曲率補償電路的兩個輸出端即?PMOS管MP6和MP7的漏極相連，NPN管Q1和Q2的基極連在一起，Q2的發射極接地，Q1的發射極經過電阻R1接地；PMOS管MP1的漏極接到Q1的集電極，MP2的漏極接到Q2的集電極；NMOS管MN1的柵極接到Q1的集電極，漏極接到外部的電源，源極接到Q1和Q2的基極，襯底接地；NMOS管MN2的柵極接Q2的集電極，源極接Q1的發射極，漏極接MP3的漏極，襯底接地；PMOS管MP3的柵極漏極短接，柵極即為對數曲率補償電路的輸出端。?

所述電流疊加電路包括電阻R5、R6，PMOS管MP4、MP5、MP9，其中MP4、MP5、MP9的源極與襯底接到外部的電源，柵極與所述對數曲率補償電路的輸出端相連接；PMOS管MP4的漏極與MP5的漏極相連，柵極與MP6的漏極相連，漏極經過電阻R6接地；PMOS管MP9的柵極與MP6的漏極相連，漏極經過電阻R5連到MP4和MP5的漏極，MP9的漏極電壓即為電流疊加后轉化成的電壓，即所述基準電壓源的輸出電壓。?

本實用新型的有益效果：本實用新型提出的高階曲率補償的帶隙基準電壓源，通過輔助基準電路與指數曲率補償電路在低溫區采用了指數曲率補償，通過對數曲率補償電路在高溫區采用了對數曲率補償，使得溫漂在全溫度范圍內得到了有效地減小，具有較好的溫度穩定性和PSRR性能，而且可以在輸入電壓低至1.6V的狀態下正常工作。本實用新型在實現低溫漂的同時，減小了電路消耗的功耗，具有較低的工作電壓。?

附圖說明

圖1為本實用新型的高階曲率補償的帶隙基準電壓源的結構示意圖。?

圖2本實用新型高階曲率補償的帶隙基準電壓源的完整電路圖。?

圖3為本實用新型實施例的對數曲率補償的溫度特性曲線。?

圖4本實用新型實施例的基準電壓源的仿真溫度特性示意圖。?

圖5本實用新型實施例的基準電壓源的測試溫度特性曲線圖。?

圖6本實用新型實施例的基準電壓源的五顆樣片修調后的測試溫度特性曲線圖。?