[發(fā)明專利]低壓的帶隙基準(zhǔn)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410146385.2
• 申請(qǐng)日: 2014-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN103926966A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李正平;戚穎;吳秀龍;藺智挺;譚守標(biāo);陳軍寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號(hào): G05F1/56
• 分類號(hào): G05F1/56
• 代理公司: 北京凱特來知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮(zhèn)勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶隙基準(zhǔn)電路（BGR），尤其涉及一種低壓的帶隙基準(zhǔn)電路。

背景技術(shù)

基準(zhǔn)源是集成電路的重要組成部分，它廣泛的應(yīng)用于電源管理芯片、溫度傳感器、ADC、DAC、存儲(chǔ)器中。由于帶隙基準(zhǔn)源能夠完全兼容標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝，并且精度受工藝影響小，它在低電源電壓下依然可以很好的工作，并且?guī)峨妷夯鶞?zhǔn)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)表現(xiàn)優(yōu)良，如：溫漂系數(shù)，電源抑制比，噪聲，線性調(diào)整率等完全能夠滿足使用要求。基于以上的優(yōu)點(diǎn)，帶隙基準(zhǔn)電路在近些年得到廣泛的應(yīng)用，成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。

由于傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)的輸出約為1.2V，所以這種基準(zhǔn)電路的電源電壓必須在1.2V以上，這就限制了帶隙基準(zhǔn)在低壓條件下的應(yīng)用。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，特征尺寸越來越小，芯片的集成度越來越高，電源電壓越來越低，因此，對(duì)工作在低壓條件的帶隙基準(zhǔn)電路的研究具有重要的意義。

現(xiàn)有技術(shù)中，1999年5月發(fā)表在IEEE雜志固體電路第34卷的《亞1伏工作的CMOS帶隙基準(zhǔn)電路》（《A?CMOS?Bandgap?Reference?Circuit?With?Sub-1-V?Operation》），該論文公開了一種極低電源電壓下的帶隙基準(zhǔn)電壓源的經(jīng)典結(jié)構(gòu)，該帶隙基準(zhǔn)電壓源的結(jié)構(gòu)如圖1所示。該電路采用的是電流求和模式的基準(zhǔn)源，其核心思路是先得到兩個(gè)分別具有正、負(fù)溫度系數(shù)的電流，再將兩個(gè)電流求和后通過電阻分壓得到基準(zhǔn)源的輸出，基準(zhǔn)源的輸出電壓可通過調(diào)節(jié)分壓電阻的比例實(shí)現(xiàn)。

上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點(diǎn)：

該電路雖然工作在低壓條件下，由于它使用的是2級(jí)運(yùn)放，速度及頻率差一些，它的輸出采用的是單端輸出，與全差分方式相比，它的輸出電壓擺幅較小，共模噪聲抑制能力也弱一些。該帶隙基準(zhǔn)可工作電壓的范圍也不是很大，電路穩(wěn)定性、抗輻射能力不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種在低壓條件下能夠?qū)崿F(xiàn)高穩(wěn)定性的帶隙基準(zhǔn)電路。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的低壓的帶隙基準(zhǔn)電路，包括第一部分和第二部分；

所述的第一部分包含由第一啟動(dòng)電路和兩個(gè)對(duì)稱的放大器構(gòu)成的帶隙基準(zhǔn)，所述放大器的輸出通過電流鏡結(jié)構(gòu)反饋到輸入端，為該放大器提供所需的部分電流，該帶隙基準(zhǔn)通過兩個(gè)PNP的BJT使放大器的兩個(gè)輸入管的柵極強(qiáng)制相等，從而產(chǎn)生一個(gè)正溫度系數(shù)電壓（PTAT電壓），為本電路中提供電流源，同時(shí)將其中一個(gè)放大器的柵極經(jīng)過分壓電阻為第二部分提供輸入PTAT偏置電壓；

所述的第二部分包括由第二啟動(dòng)電路和6個(gè)級(jí)聯(lián)的OVF電路構(gòu)成的帶隙基準(zhǔn)，每一個(gè)OVF電路的輸入和輸出端接在一起，構(gòu)成負(fù)反饋，該帶隙基準(zhǔn)的輸出端連接有單位增益緩沖器。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的低壓的帶隙基準(zhǔn)電路，由于通過使用2層帶隙基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)構(gòu)成級(jí)聯(lián)帶隙，提高帶隙基準(zhǔn)的穩(wěn)定性，降低輸入偏置電壓，從而實(shí)現(xiàn)在低電壓條件下，高穩(wěn)定性的帶隙基準(zhǔn)電路。同時(shí)，該帶隙輸出通過一個(gè)單位增益緩沖器，提高了輸出電壓的精度。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)一中帶隙基準(zhǔn)電壓源的典型結(jié)構(gòu)；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的低壓的帶隙基準(zhǔn)電路的第一部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的低壓的帶隙基準(zhǔn)電路的第二部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明的低壓的帶隙基準(zhǔn)電路，其較佳的具體實(shí)施方式是：

包括第一部分和第二部分；

所述的第一部分包含由第一啟動(dòng)電路和兩個(gè)對(duì)稱的放大器構(gòu)成的帶隙基準(zhǔn)，所述放大器的輸出通過電流鏡結(jié)構(gòu)反饋到輸入端，為該放大器提供所需的部分電流，該帶隙基準(zhǔn)通過兩個(gè)PNP的BJT使放大器的兩個(gè)輸入管的柵極強(qiáng)制相等，從而產(chǎn)生一個(gè)正溫度系數(shù)電壓（PTAT電壓），為本電路中提供電流源，同時(shí)將其中一個(gè)放大器（左邊）的柵極經(jīng)過分壓電阻為第二部分提供輸入PTAT偏置電壓；

所述的第二部分包括由第二啟動(dòng)電路和6個(gè)級(jí)聯(lián)的OVF電路構(gòu)成的帶隙基準(zhǔn)，每一個(gè)OVF電路的輸入和輸出端接在一起，構(gòu)成負(fù)反饋，該帶隙基準(zhǔn)的輸出端連接有單位增益緩沖器。

所述放大器為全差分的折疊共源共柵放大器。

所述第一啟動(dòng)電路和第二啟動(dòng)電路中分別連接有NMOS管，所述NMOS管的柵極所連的電壓為高電壓。