[發明專利]帶隙基準電路及其運算放大器

在審

• 申請號: 201810064039.8
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108287589A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 向飛翔;常祥嶺;趙海亮;謝雪松;陶園林
• 申請（專利權）人: 上海貝嶺股份有限公司
• 主分類號: G05F1/575
• 分類號: G05F1/575
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;羅朗

本發明公開了一種帶隙基準電路及其運算放大器，所述運算放大器包括第一輸入端、第二輸入端和第一輸出端，所述運算放大器還包括供電電路；所述第一輸入端包括第一三極管，所述第二輸入端包括第二三極管；所述第一三極管的發射極面積大于所述第二三極管的發射極面積；所述第一輸出端用于輸出驅動電壓。本發明通過改進帶隙基準電路中的運算放大器，簡化了現有的帶隙基準電路中的運算放大器結構，降低因為運算放大器的失配對電路造成的增益誤差；同時，具有結構簡單，不需要另加偏置電路，從而不需要額外的電路結構，且降低了電流損耗。

技術領域

本發明涉及集成電路設計技術領域，特別涉及一種帶隙基準電路及其運算放大器。

背景技術

如圖1所示，為現有的帶隙基準電路，采用NPN三極管的基極-發射極電壓差VBE作為正溫度系數的帶隙基準電路。該帶隙基準電路主要基于三極管Q0和三極管Q1的飽和電流Is與半導體材料的帶隙能量相關，具體如下述公式：

其中，V_T＝KT/q；

I_C表示三極管集電極電流，V_T表示溫度的電壓當量；K為波耳茲曼常數1.38×10^-23J/K，T為熱力學溫度，即絕對溫度(300K)，q為電子電荷1.6×10^-19C。在常溫下，V_T≈26mV。

根據飽和電流Is的溫度特性設計該帶隙基準電路，該帶隙基準電路的輸出電壓VBG具有不隨溫度變化的特點。

具體地，通過運算放大器A的輸出電壓驅動輸出電壓VBG。其中，三極管Q0和三極管Q1的發射極面積比例為n：1(n取值范圍為2～20)，從而產生不同電壓大小和不同溫度系數的VBE0和VBE1；三極管Q0對應的VBE0為負溫度系數。運算放大器A鉗位運算放大器的輸入兩端電壓，從而三極管Q0與三極管Q1的VBE的差值ΔVBE(ΔVBE為正溫度系數)被施加到電阻R0上，控制電路的左邊支路R0上的電流；帶隙基準電路的輸出電壓VBG計算公式如下：

VBG＝VBE1+ΔVBE×R/R0

由上述計算公式可知，適當調整R和R0的比例關系，可抵消正負溫度系數項，從而得到一個零溫度系數的電壓。

但是，現有技術的帶隙基準電路存在以下幾個問題：1)為了降低電路的失配，運算放大器A的輸入管必須做的很大；2)運算放大器A需要偏置電流保證其工作，從而增加了額外的電路結構和電流損耗；3)根據帶隙基準的輸出電壓公式可知，運算放大器A的失配造成的誤差電壓很容易同樣疊加到電阻R0上，然后通過電阻比例關系R/R0被放大，從而增大整個電路的增益誤差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中的帶隙基準電路存在為了降低電路的失配，帶隙基準電路存在的運算放大器的輸入管需做的很大；運算放大器需要偏置電流保證其工作；運算放大器的失配造成的誤差電壓容易增大整個電路的增益誤差等缺陷，目的在于提供一種帶隙基準電路及其運算放大器。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：。

本發明提供一種用于帶隙基準電路的運算放大器，所述運算放大器包括第一輸入端、第二輸入端和第一輸出端，所述運算放大器還包括供電電路；

所述供電電路用于給所述運算放大器供電；

所述第一輸入端包括第一三極管，所述第二輸入端包括第二三極管；

所述第一三極管的基極與所述帶隙基準電路中的電壓正端電連接，所述第一三極管的集電極與所述供電電路的一端電連接，所述第一三極管的發射極接地；

所述第二三極管的基極與所述帶隙基準電路中的電壓負端電連接，所述第二三極管的集電極與所述供電電路的另一端電連接，所述第二三極管的發射極接地；