[發明專利]一種帶有非線性溫度補償的多路輸出帶隙基準電路

有效

• 申請號: 201210061881.9
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102591398A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 王永壽;蕭經華;郎君;佘龍;胡建國;何琦;代建賓;王偉;朱傳森;劉鵬飛
• 申請（專利權）人: 鉅泉光電科技（上海）股份有限公司
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明涉及集成電路設計領域，特別涉及一種具有溫度補償且多路輸出的低溫度系數帶隙電壓基準源電路。

背景技術

帶隙電壓基準電路是模擬以及數模混合信號集成電路系統中不可或缺的基礎模塊之一。其主要作用是為系統中其他子系統或模塊提供穩定的參考電壓或偏置電流。

傳統的帶隙電壓基準電路是基于兩種溫度特性相反的電壓通過加權疊加之后產生一個與溫度和電源電壓以及工藝無關的基準電壓。其具體實現方式為：利用兩個三極管基極-發射極電壓差ΔV_EB產生正溫度系數電壓與三極管基極與發射極電壓兩端電壓V_EB負溫度系數線性疊加。在一般對基準電壓要求不高的系統中，一階基準電壓能夠滿足應用要求。但是，由于三極管基極-發射極電壓隨溫度變化呈現一定的非線性特性，因此在精密儀表或是在高精度系統中應用中，一階基準電壓的溫度系數已經對系統精度產生了制約，所以，如何提供一種具有溫度補償的帶隙基準電路是高精度系統實現的關鍵因素之一。

在現有技術中，通常采用高階溫度補償技術實現較低溫度系數的基準電壓，所述的高階溫度補償技術一般是利用額外高階補償電路產生非線性正溫度系數電壓與一階基準電壓疊加以實現低溫度系數的基準電路。

例如公開號為CN101950191A(申請號：201010283053.0)的專利文獻中公開了一種具有高階溫度補償電路的電壓基準參考源，該發明利用是基于V-I轉換電路來產生負溫度系數電流，以及非線性正溫度系數補償電流，然后通過將這兩種溫度特性電流與正溫度系數電流疊加求和，然后產生基準電壓。盡管該發明能能夠實現低溫度系數基準電壓和基準電流，但是在實際中，由于其V-I轉換電路是基于NMOS電流鏡實現運放作用，因此，如果支路電流存在失配，則電流轉換精度無法很好的控制，并且在非線性溫度補償電流是一個較小的量，如果系統失配較大，則有可能在實際應用中無法很好的實現高階補償。

再例如公開號為CN1811656A(申請號：200610020154.2)的專利文獻中公布了一種基于負溫度補償電流產生電路的溫度補償電流基準源。該發明的高階補償方式為，通過實現二階正溫度補償電流產生電路和三階負溫度系數電流補償電路，從而來抵消傳統一階基準電流的非線性溫度系數。盡管該發明能夠對一階基準電流非線性溫度系數進行有效的抵消，但是，在實際電路中，由于其二階正溫度系數電流與三階負溫度系數電流會有較大的偏差，因此，會對基準電流的初始精度造成較大的影響，使其實用性具有一定的局限性。

因而，如何提供一種多路輸出帶隙基準電路，用以解決現有技術中出現的補償穩定性差、電流轉換精度不易控制等問題，實已成為本領域從業者亟待解決的課題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種帶有非線性溫度補償的多路輸出帶隙基準電路，用以降低傳統帶隙基準電路的溫度系數，實現接近零溫度系數的基準電壓或電流進而解決現有技術中出現的補償穩定性差以及電流轉換精度不易控制等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種帶有非線性溫度補償的多路輸出帶隙基準電路，至少包括：基準電路系統啟動單元，用以在上電后發出脈沖信號；負溫度系數電流產生單元，用以接收到脈沖信號后產生線性負溫度系數IPTAT電流并進行鏡像傳輸；正溫度系數電流產生單元，用以接收到脈沖信號后產生線性正溫度系數PTAT電流并進行鏡像傳輸；溫度檢測單元，連接所述負溫度系數電流產生單元以及正溫度系數電流產生單元，用以對所述正溫度系數電流產生單元中三極管基極與發射極之間的電壓進行溫度檢測，將檢測信號轉化為非線性溫度系數電流，并傳輸至該負溫度系數電流產生單元；基準電壓產生單元，連接所述溫度檢測單元，用以產生零溫度系數基準電壓并提供給所述溫度檢測單元；基準電流輸出單元，連接所述負溫度系數電流產生單元、正溫度系數電流產生單元、以及溫度檢測單元，將非線性溫度系數電流、該線性負溫度系數IPTAT電流、與線性正溫度系數PTAT電流進行疊加后輸出零溫度系數基準電流。