[發明專利]帶隙基準電路

有效

• 申請號: 201610044755.0
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN106997221B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 楊海峰;唐華;劉飛;荀本鵬;徐麗
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

本發明提供一種帶隙基準電路，包括產生單元、啟動單元以及輸出單元，所述產生單元包括一運算放大器，所述運算放大器包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端；所述啟動單元包括一反相器、第一反饋支路以及第二反饋支路，所述反相器的輸入端連接所述運算放大器的輸出端，所述第一反饋支路連接所述反相器的輸出端、所述運算放大器的輸出端以及所述運算放大器的第一輸入端，所述第二反饋支路連接所述反相器的輸出端、所述運算放大器的輸出端以及所述運算放大器的第二輸入端；所述輸出單元連接所述運算放大器的輸出端，并輸出一參考電壓。本發明中，帶隙基準電路的結構簡單，啟動速率塊。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，特別涉及一種帶隙基準電路。

背景技術

帶隙基準電路具有低溫度系數、低電源電壓以及可與標準CMOS工藝兼容等優點，被廣泛應用于數/模轉換、模/數轉換、存儲器以及開關電源等數模混合電路系統中。帶隙基準電路輸出電壓的穩定性以及抗噪聲能力是影響各種應用系統精度的關鍵因素，隨著應用系統精度的提高，對帶隙基準電路的溫度、電壓和工藝的穩定性要求也越來越高。

帶隙基準電路的工作原理是根據硅材料的帶隙電壓與溫度無關的特性，利用雙極型晶體管的基極-發射極電壓的負溫度系數與不同電流密度下兩個雙極型晶體管基極-發射極電壓的差值的正溫度系數相互補償，使輸出的電壓達到很低的溫度漂移。

現有技術中的帶隙基準電路參考圖1中所示，包括產生單元1、啟動單元2以及輸出單元3，當運算放大器的輸出端N3的電壓V3為高電位時，運算放大器的輸入端N1、N2的電壓V1、V2為低電位，運算放大器不能正常工作，使得產生單元1不能啟動，因此，產生單元1需要連接啟動單元2，用于在放大器不能正常工作時啟動產生單元1。啟動單元2包括晶體管M3、M4、M5和M6，當輸出端N3的電壓V3為高電位時，晶體管M5、M6打開，將晶體管M3的柵極電位拉低，使得晶體管M3打開，輸入端N2的電壓V2隨之升高，運算放大器開始工作，使得輸出端N3的電壓V3下降，輸入端N1的電壓V1上升，最終運算放大器的輸入端N1、N2的電壓V1、V2以及輸出端N3的電壓V3達到穩定，產生單元1啟動，并通過輸出單元3中的晶體管M6的漏極連接的輸出端OUT輸出參考電壓Vref。

圖2為圖1中的帶隙基準電路的溫度特性曲線，其中，橫坐標為帶隙基準電路的工作溫度，縱坐標為輸出的參考電壓Vref，從圖中可以看出，隨著工作溫度的變化，帶隙基準電路的參考電壓Vref變化很小，為526μV。

圖3為圖1中的帶隙基準電路的仿真圖，分別包括對V1、V2、V3、Vref的電壓與時間的關系，V1、V2達到穩定所需要的時間為1.07μs，Vref達到穩定所需要的時間為2μs。

結合上述分析可知，現有技術中對帶隙基準電路的啟動還存在改進的空間。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種帶隙基準電路，解決現有技術中的帶隙基準電路的啟動速率慢的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種帶隙基準電路，包括產生單元、啟動單元和輸出單元：

所述產生單元包括一運算放大器，所述運算放大器包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端；

所述啟動單元包括一反相器、第一反饋支路以及第二反饋支路，所述反相器的輸入端連接所述運算放大器的輸出端，所述第一反饋支路連接所述反相器的輸出端、所述運算放大器的輸出端以及所述運算放大器的第一輸入端，所述第二反饋支路連接所述反相器的輸出端、所述運算放大器的輸出端以及所述運算放大器的第二輸入端；

所述輸出單元連接所述運算放大器的輸出端，并輸出一參考電壓。