[發明專利]低壓的帶隙基準電路

有效

• 申請號: 201410146385.2
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103926966A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 李正平;戚穎;吳秀龍;藺智挺;譚守標;陳軍寧
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本發明涉及一種帶隙基準電路（BGR），尤其涉及一種低壓的帶隙基準電路。

背景技術

基準源是集成電路的重要組成部分，它廣泛的應用于電源管理芯片、溫度傳感器、ADC、DAC、存儲器中。由于帶隙基準源能夠完全兼容標準的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，并且帶隙電壓基準的各項技術指標表現優良，如：溫漂系數，電源抑制比，噪聲，線性調整率等完全能夠滿足使用要求?；谝陨系膬烖c，帶隙基準電路在近些年得到廣泛的應用，成為一個研究熱點。

由于傳統的帶隙基準的輸出約為1.2V，所以這種基準電路的電源電壓必須在1.2V以上，這就限制了帶隙基準在低壓條件下的應用。隨著集成電路技術的發展，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，對工作在低壓條件的帶隙基準電路的研究具有重要的意義。

現有技術中，1999年5月發表在IEEE雜志固體電路第34卷的《亞1伏工作的CMOS帶隙基準電路》（《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電壓源的經典結構，該帶隙基準電壓源的結構如圖1所示。該電路采用的是電流求和模式的基準源，其核心思路是先得到兩個分別具有正、負溫度系數的電流，再將兩個電流求和后通過電阻分壓得到基準源的輸出，基準源的輸出電壓可通過調節分壓電阻的比例實現。

上述現有技術至少存在以下缺點：

該電路雖然工作在低壓條件下，由于它使用的是2級運放，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。該帶隙基準可工作電壓的范圍也不是很大，電路穩定性、抗輻射能力不高。

發明內容

本發明的目的是提供一種在低壓條件下能夠實現高穩定性的帶隙基準電路。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的低壓的帶隙基準電路，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電路和兩個對稱的放大器構成的帶隙基準，所述放大器的輸出通過電流鏡結構反饋到輸入端，為該放大器提供所需的部分電流，該帶隙基準通過兩個PNP的BJT使放大器的兩個輸入管的柵極強制相等，從而產生一個正溫度系數電壓（PTAT電壓），為本電路中提供電流源，同時將其中一個放大器的柵極經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電路和6個級聯的OVF電路構成的帶隙基準，每一個OVF電路的輸入和輸出端接在一起，構成負反饋，該帶隙基準的輸出端連接有單位增益緩沖器。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的低壓的帶隙基準電路，由于通過使用2層帶隙基準結構構成級聯帶隙，提高帶隙基準的穩定性，降低輸入偏置電壓，從而實現在低電壓條件下，高穩定性的帶隙基準電路。同時，該帶隙輸出通過一個單位增益緩沖器，提高了輸出電壓的精度。

附圖說明

圖1為現有技術一中帶隙基準電壓源的典型結構；

圖2為本發明實施例提供的低壓的帶隙基準電路的第一部分的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的低壓的帶隙基準電路的第二部分的結構示意圖。

具體實施方式

下面將對本發明實施例作進一步地詳細描述。

本發明的低壓的帶隙基準電路，其較佳的具體實施方式是：

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電路和兩個對稱的放大器構成的帶隙基準，所述放大器的輸出通過電流鏡結構反饋到輸入端，為該放大器提供所需的部分電流，該帶隙基準通過兩個PNP的BJT使放大器的兩個輸入管的柵極強制相等，從而產生一個正溫度系數電壓（PTAT電壓），為本電路中提供電流源，同時將其中一個放大器（左邊）的柵極經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電路和6個級聯的OVF電路構成的帶隙基準，每一個OVF電路的輸入和輸出端接在一起，構成負反饋，該帶隙基準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。

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