[發明專利]電壓基準電路

無效

• 申請號: 201210160406.7
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102681592A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 陶云彬
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G05F3/30
• 分類號: G05F3/30
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及電路技術，尤其涉及一種電壓基準電路。

背景技術

在集成電路系統中，電壓基準電路是一個常見且重要的電路模塊，它的精度、溫度系數、電源電壓抑制比等特性都是電路的重要性能指標。

電壓基準電路可以通過很多種電路結構來實現，最常見的是帶隙基準電路（bandgap電路）。bandgap電路的電路結構也有很多種，圖1所示為一種常見的bandgap電路結構，主要由三極管Q1、Q2，電阻R1、R2、R3，以及運算放大器A1構成，各器件之間的連接關系如圖1所示。bandgap電路的優點是能提供較精準的基準電壓，并且基準電壓隨溫度、電源電壓、工藝角等的變化都非常小，使得它可以作為理想的基準電壓源，廣泛應用于很多高性能系統中。

但是，在bandgap電路中，為提供較為精準的基準電壓，往往都要采用運算放大器及多個三極管器件，這使得bandgap電路的面積和功耗都較大。

發明內容

本發明提供一種電壓基準電路，用以降低電壓基準電路的面積和功耗。

本發明一方面提供一種電壓基準電路，包括電流鏡像電路、第一場效應管、第二場效應管、第三場效應管、第一電阻、第二電阻和三極管；

所述電流鏡像電路的供電端與電源連接，所述電流鏡像電路的輸入端與所述第一場效應管的漏極連接，所述電流鏡像電路的第一輸出端與所述第二場效應管的漏極連接，所述電流鏡像電路的第二輸出端通過所述第一電阻與所述三極管的輸入端連接，所述三極管的基極和集電極連接；

所述第一場效應管的柵極與所述第二場效應管的漏極連接，所述第一場效應管的源極與所述第二場效應管的柵極連接，并通過所述第二電阻與所述第三場效應管的漏極連接；所述第二場效應管的源極與地連接；所述第三場效應管的柵極與所述第三場效應管的漏極連接，所述第三場效應管的源極與所述地連接；所述三極管的輸出端與所述地連接；

所述第二場效應管的電流密度大于所述第三場效應管的電流密度；

所述電流鏡像電路的第二輸出端輸出的第一電流的大小與所述輸入端輸出的基準電流的大小滿足預設的第一比例關系；

所述三極管與所述第一電阻構成所述電壓基準電路的輸出端，用于輸出基準電壓。

本發明另一方面提供一種電壓基準電路，包括第一場效應管、第二場效應管、第三場效應管、第一電流鏡像電路、第二電流鏡像電路、第一電阻、第二電阻和三極管；

所述第一場效應管的源極、所述第二場效應管的源極和所述第一電流鏡像電路的供電端分別與電源連接；所述第二場效應管的漏極通過所述第一電阻分別與所述第一場效應管的柵極和所述第三場效應管的源極連接，所述第二場效應管的柵極和所述第二場效應管的漏極連接；所述第三場效應管的柵極與所述第一場效應管的漏極連接；

所述第一場效應管的漏極、所述第三場效應管的漏極和所述第一電流鏡像電路的輸入端分別與所述第二電流鏡像電路的第一輸出端、所述第二電流鏡像電路的輸入端和所述第二電流鏡像電路的第二輸出端連接，所述第二電流鏡像電路的供電端與地連接；

所述第一電流鏡像電路的輸出端通過所述第二電阻與所述三極管的輸入端連接，所述三極管的輸出端與所述地連接，所述三極管的基極和所述三極管的集電極連接；

所述第二場效應管的電流密度小于所述第一場效應管的電流密度；

所述第二電流鏡像電路的第二輸出端輸入的第一電流的大小與所述第二電流鏡像電路的輸入端輸入的基準電流的大小相等；所述第一電流鏡像電路的輸出端輸出的第二電流的大小與所述第一電流鏡像電路的輸入端輸出的所述第一電流的大小滿足預設的第一比例關系；

所述三極管與所述第二電阻構成所述電壓基準電路的輸出端，用于輸出基準電壓。

上述技術方案中的一種電壓基準電路，利用電流鏡像電路控制電壓基準電路中各支路的電流之間的比例關系，通過選用適當的場效應管，利用場效應管之間的柵源電壓差的正溫度特性，補償三極管由于負溫度特性而變化的電壓，從而在電壓基準電路的輸出端，獲得精準的基準電壓；另外，由于該電壓基準電路中不需要使用運算放大器，且僅使用了一個三極管，克服了現有技術中電壓基準電路在保證基準電壓精度的同時，電路面積和功耗較大的問題，達到了利用較小的芯片面積、較低的功耗實現較高的精度的基準電壓。