[發明專利]同時產生多種溫度特性參考電流的帶隙基準參考源電路

有效

• 申請號: 201710749296.0
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107390771B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 李振國;胡毅;何洋;楊小坤
• 申請（專利權）人: 北京智芯微電子科技有限公司;國網信息通信產業集團有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G05F3/26
• 分類號: G05F3/26
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 李曉康;王芳

本發明公開了一種同時產生多種溫度特性參考電流的帶隙基準參考源電路，包括：零溫度系數電壓、正溫度系數電流輸出電路、負溫度系數電流輸出電路、零溫度系數電流輸出電路以及運算放大器。其中，零溫度系數電壓、正溫度系數電流輸出電路包括：第一電阻、第二電阻、第一雙極型晶體管、第二雙極型晶體管、第三雙極型晶體管、第一P溝道場效應管、第二P溝道場效應管、第三P溝道場效應管、第一N溝道場效應管和第二N溝道場效應管；負溫度系數電流輸出電路包括第一電流鏡、第三電阻和第三N溝道場效應管；零溫度系數電流輸出電路包括第二電流鏡。本發明的帶隙基準參考源電路結構簡單、成本低、能夠同時輸出多種溫度特性的電流。

技術領域

本發明屬于集成電路設計領域，涉及一種同時產生多種溫度特性參考電流的帶隙基準參考源電路，該多種溫度特性參考電流包括正溫度系數參考電流、負溫度系數參考電流和零溫度系數參考電流。

背景技術

眾所周知，帶隙基準參考源電路被廣泛地應用于模擬電路中，以提供一個與工藝、電壓和溫度無關的電壓，該電壓可用于溫度檢測電路、數據轉換器、低壓差線性穩壓器等電路中。

在深亞微米工藝下，芯片的集成度越來越高，功耗也越來越大，從而使得芯片內部的芯片結溫變化比較大，導致電路中的工作電流也隨溫度變化而變化，因此，需要在提供零溫度系數電壓的同時，也提供一個零溫度系數的電流給其他模擬電路，以保證其他模塊的正常工作。同時，為了保證芯片中部分模塊在寬溫度范圍內安全可靠工作，需要提供隨溫度變化的參考電流，如正溫度系數參考電流、負溫度系數參考電流。

在現有的技術實現中，主要采用具有正溫度特性的兩個不同電流密度的三極管來得到的VBE電壓差，并將該電壓加到一個低溫度系數電阻(其溫度系數與VBE電壓差的溫度系數相比甚微)上，以得到一個與溫度成正比的電流，再將該電流輸送給一個相同類型的低溫度系數電阻，以得到一個正溫度系數的電壓，該電壓與三極管具有負溫度系數的VBE相加，從而得到一個零溫度系數電壓。

然而現有技術存在以下缺點：當電路在正常工作條件下，得到一個零溫度系數的電壓，電路中各支路的電流為與溫度成正比或者與電阻溫度系數成反比的電流，但是不能同時產生多種溫度系數(正溫度系數、負溫度系數和零溫度系數)的電流，因此在實際工作中需要設計多個模塊來分別實現多種溫度系數的電流，從而大大增加了成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種同時產生多種溫度特性參考電流的帶隙基準參考源電路，從而克服現有技術的上述問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種同時產生多種溫度特性參考電流的帶隙基準參考源電路，包括：零溫度系數電壓、正溫度系數電流輸出電路，用于產生零溫度系數的電壓和正溫度系數的電流，該零溫度系數電壓、正溫度系數電流輸出電路包括：第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第一雙極型晶體管(Q1)、第二雙極型晶體管(Q2)、第三雙極型晶體管(Q3)、第一P溝道場效應管(MP1)、第二P溝道場效應管(MP2)、第三P溝道場效應管(MP3)、第一N溝道場效應管(MN1)和第二N溝道場效應管(MN2)；負溫度系數電流輸出電路，用于產生負溫度系數的電流，該負溫度系數電流輸出電路包括由第四P溝道場效應管(MP4)和第五P溝道場效應管(MP5)構成的第一電流鏡、第三電阻(R3)和第三N溝道場效應管(MN3)；零溫度系數電流輸出電路，用于產生零溫度系數的電流，該零溫度系數電流輸出電路包括由第六P溝道場效應管(MP6)和第七P溝道場效應管(MP7)構成的第二電流鏡；以及運算放大器(A)，其輸出端分別連接一N溝道場效應管(MN1)、第二N溝道場效應管(MN2)、第三N溝道場效應管的柵極(MN3)。