[實(shí)用新型]一種基于CMOS工藝的斬波帶隙基準(zhǔn)電路及參考電壓芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320615355.2
• 申請(qǐng)日: 2013-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203552113U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚遷寧;喬愛(ài)國(guó);劉寶生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市芯海科技有限公司
• 主分類號(hào): G05F1/56
• 分類號(hào): G05F1/56
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CMOS工藝的斬波帶隙基準(zhǔn)電路及參考電壓芯片。?

背景技術(shù)

目前，由于集成電路產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，極大地推動(dòng)了便攜式電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。而作為一些基本的應(yīng)用電路，例如數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器、鎖相環(huán)以及濾波器等，均需要高性能的帶隙基準(zhǔn)電路，為其提供高精度、一致性好、低溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電壓。?

由于CMOS制造工藝的缺陷，造成運(yùn)放存在一定的失調(diào)電壓，則導(dǎo)致運(yùn)放輸入為零時(shí)其輸出電壓并不為零，基準(zhǔn)電壓精度低，因此，為了消除運(yùn)放失調(diào)以及噪聲的影響，現(xiàn)有通常采用帶有斬波結(jié)構(gòu)的帶隙基準(zhǔn)電路，如圖1所示，其中，調(diào)制單元11的第一輸入端同時(shí)與電阻R2的一端和三極管Q1的發(fā)射極連接，三極管Q1的集電極接地，調(diào)制單元11的第二輸入端同時(shí)與電阻R3的一端和電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端與三極管Q2的發(fā)射極連接，三極管Q2的集電極接地，三極管Q2的基極與三極管Q1的基極同時(shí)接地，調(diào)制單元11的第一輸出端和第二輸出端分別與運(yùn)算放大器（AMP）12的正、負(fù)輸入端連接，運(yùn)算放大器12的兩輸出端分別與解調(diào)單元13的兩輸入端連接，電阻R2的另一端和電阻R3的另一端同時(shí)與解調(diào)單元13的輸出端連接，濾波單元14的輸入端也與解調(diào)單元13的輸出端連接。利用斬波運(yùn)放的穩(wěn)定原理，在運(yùn)算放大器12的兩輸入端調(diào)制單元11將輸入信號(hào)調(diào)制到高頻，而沒(méi)有對(duì)運(yùn)放失調(diào)電壓和噪聲信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，在運(yùn)算放大器12的兩輸出端，解調(diào)單元13將輸出信號(hào)解調(diào)到基頻，同時(shí)將運(yùn)放失調(diào)電壓和噪聲信號(hào)調(diào)制到高頻，并通過(guò)低?通的濾波單元14將高頻運(yùn)放失調(diào)電壓和噪聲信號(hào)濾除，進(jìn)而消除運(yùn)放失調(diào)和噪聲，輸出基準(zhǔn)電壓V_BG。?

但是，該結(jié)構(gòu)僅僅是基于三極管Q1、三極管Q2，電阻R2、電阻R3完全匹配及無(wú)工藝擴(kuò)散的情況下的一種理想設(shè)計(jì)，在實(shí)際的芯片制造過(guò)程中，存在三極管、電阻失配以及工藝擴(kuò)散的影響，例如三極管發(fā)射區(qū)面積的失配、三極管反向飽和電流的失配、電阻阻值失配、電阻的溫度系數(shù)等的影響，因此，該結(jié)構(gòu)實(shí)際輸出的基準(zhǔn)電壓存在很大的差異性，并且溫度特性也較差，在高性能的應(yīng)用當(dāng)中，為了校正基準(zhǔn)電壓和溫度特性，需要增加電修調(diào)、激光修調(diào)、數(shù)字修調(diào)等修調(diào)電路對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行修調(diào)，大大增加了芯片成本。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種基于CMOS工藝的斬波帶隙基準(zhǔn)電路，旨在解決目前針對(duì)CMOS工藝下，斬波帶隙基準(zhǔn)電路由于工藝缺陷導(dǎo)致的基準(zhǔn)電壓差異性大、溫度特性差，并需要增加修調(diào)電路對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行修調(diào)導(dǎo)致成本高的問(wèn)題。?

本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于CMOS工藝的斬波帶隙基準(zhǔn)電路，其輸入端與時(shí)鐘單元連接，所述電路包括：?

根據(jù)所述時(shí)鐘單元輸出的調(diào)制/解調(diào)時(shí)鐘信號(hào)控制所述斬波調(diào)制開(kāi)關(guān)通斷，以改變所述調(diào)制單元的結(jié)構(gòu)，從而生成兼具正、負(fù)溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電壓的調(diào)制單元，所述調(diào)制單元具有多個(gè)斬波調(diào)制開(kāi)關(guān)，所述基準(zhǔn)電壓根據(jù)所述調(diào)制/解調(diào)時(shí)鐘信號(hào)的電平高低，存在相對(duì)的正、負(fù)電壓偏差，所述調(diào)制單元的時(shí)鐘輸入端為所述電路的輸入端；?

對(duì)所述基準(zhǔn)電壓進(jìn)行斬波，并反饋給所述調(diào)制單元將所述基準(zhǔn)電壓調(diào)制到高頻，同時(shí)生成運(yùn)放失調(diào)電壓和噪聲信號(hào)的斬波運(yùn)放單元，所述運(yùn)放失調(diào)電壓和所述噪聲信號(hào)不被調(diào)制，所述斬波運(yùn)放單元的第一輸入端和第二輸入端分別與所述調(diào)制單元的第一運(yùn)放輸出端和第二運(yùn)放輸出端連接，所述斬波運(yùn)放單元?的輸出端與所述調(diào)制單元的反饋端連接；?

根據(jù)所述時(shí)鐘單元輸出的調(diào)制/解調(diào)時(shí)鐘信號(hào)將高頻基準(zhǔn)電壓解調(diào)到基頻，并將所述運(yùn)放失調(diào)電壓和所述噪聲信號(hào)調(diào)制到高頻的解調(diào)單元，所述解調(diào)單元的第一信號(hào)輸入端和第二信號(hào)輸入端分別與所述斬波運(yùn)放單元的第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出端連接，所述解調(diào)單元的時(shí)鐘輸入端同時(shí)為所述電路的輸入端；?

濾除高頻運(yùn)放失調(diào)電壓和高頻噪聲信號(hào)，并對(duì)分別具有正、負(fù)電壓偏差的基準(zhǔn)電壓求和取平均，以輸出基準(zhǔn)信號(hào)的濾波單元，所述濾波單元的輸入端與所述解調(diào)單元的輸出端連接，所述濾波單元的輸出端為所述電路的輸出端。?

進(jìn)一步地，所述調(diào)制單元包括：?

第一電流鏡、第二電流鏡、第三電流鏡、第四電流鏡、第五電流鏡、第六電流鏡、第七電流鏡、第八電流鏡、第九開(kāi)關(guān)管、第十開(kāi)關(guān)管、第一開(kāi)關(guān)、第一反向開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第二反向開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)、第三反向開(kāi)關(guān)、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4及電阻R5；?