[發(fā)明專利]一種用于CMOS帶隙基準(zhǔn)的分段線性補(bǔ)償電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811526769.1
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109710014B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉簾曦;云夢晗;廖栩鋒;沐俊超;朱樟明
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發(fā)明涉及了一種用于CMOS帶隙基準(zhǔn)的分段線性補(bǔ)償電路，包括帶隙基準(zhǔn)模塊、第一轉(zhuǎn)換器模塊、第二轉(zhuǎn)換器模塊、第三轉(zhuǎn)換器模塊、第一補(bǔ)償模塊和第二補(bǔ)償模塊；帶隙基準(zhǔn)模塊的輸出端分別連接第一轉(zhuǎn)換器模塊、第二轉(zhuǎn)換器模塊和第三轉(zhuǎn)換器模塊；第一轉(zhuǎn)換器模塊的輸出端分別連接第一補(bǔ)償模塊和第二補(bǔ)償模塊；第二轉(zhuǎn)換器模塊的輸出端連接第一補(bǔ)償模塊；第三轉(zhuǎn)換器模塊的輸出端連接第二補(bǔ)償模塊；第一補(bǔ)償模塊的輸出端和第二補(bǔ)償模塊的輸出端均連接至帶隙基準(zhǔn)模塊的S端。本發(fā)明提出的補(bǔ)償電路通過設(shè)置分段線性補(bǔ)償電路，可以在不同溫度范圍內(nèi)提供不同的溫度補(bǔ)償，使得電壓更加穩(wěn)定，保證帶隙基準(zhǔn)精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于CMOS帶隙基準(zhǔn)的分段線性補(bǔ)償電路。

背景技術(shù)

精確的帶隙基準(zhǔn)(Bandgap voltage reference，簡稱BGR)是許多模擬電路、數(shù)字電路和混合信號電路的基本構(gòu)建模塊，精確的帶隙基準(zhǔn)對高精度應(yīng)用有很大的需求，特別是對于鋰離子電池充電應(yīng)用和其他ADC(Analog-to-digital converte，簡稱ADC)應(yīng)用，高精度的帶隙基準(zhǔn)是必不可少的，然而，溫度變化對帶隙基準(zhǔn)的精度有著較大的影響。

為了克服由于溫度變化引起的漂移，現(xiàn)有技術(shù)中，一種方案是采用多晶硅電阻和擴(kuò)散電阻來實(shí)現(xiàn)簡單的架構(gòu)和低功耗補(bǔ)償，但該種方案中，電阻的溫度特性可能會受到工藝變化的顯著影響，進(jìn)而影響到補(bǔ)償效果；另一種方案是結(jié)合多個(gè)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)來使帶隙基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)良好的溫度系數(shù)，例如，在低溫范圍內(nèi)采用指數(shù)曲率補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，而在高溫范圍內(nèi)采用對數(shù)曲率補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，但是該種方案中，兩個(gè)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)中的電流鏡的不匹配可能會損害帶隙基準(zhǔn)精度，反而會造成帶隙基準(zhǔn)精度的下降。

因此，如何解決電壓隨著溫度變化導(dǎo)致的帶隙基準(zhǔn)的精度降低的技術(shù)問題，是本領(lǐng)域的重點(diǎn)研究對象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出了一種用于CMOS帶隙基準(zhǔn)的分段線性補(bǔ)償電路，具體的實(shí)施方式如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于CMOS帶隙基準(zhǔn)的分段線性補(bǔ)償電路，包括電源、帶隙基準(zhǔn)模塊、第一轉(zhuǎn)換器模塊、第二轉(zhuǎn)換器模塊、第三轉(zhuǎn)換器模塊、第一補(bǔ)償模塊和第二補(bǔ)償模塊；

所述電源分別連接所述帶隙基準(zhǔn)模塊、所述第一轉(zhuǎn)換器模塊、所述第二轉(zhuǎn)換器模塊和所述第三轉(zhuǎn)換器模塊；

所述帶隙基準(zhǔn)模塊包括第一輸出端、第二輸出端和輸入端，所述第一輸出端分別連接所述第二轉(zhuǎn)換器模塊的輸入端和所述第三轉(zhuǎn)換器模塊的輸入端，所述第二輸出端連接所述第一轉(zhuǎn)換器模塊，所述輸入端連接至電源；

所述第一轉(zhuǎn)換器模塊的輸出端分別連接所述第一補(bǔ)償模塊的正相輸入端和所述第二補(bǔ)償模塊的負(fù)相輸入端；

所述第二轉(zhuǎn)換器模塊包括第二轉(zhuǎn)換器，所述第二轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述第一補(bǔ)償模塊的負(fù)相輸入端；

所述第三轉(zhuǎn)換器模塊包括第三轉(zhuǎn)換器，所述第三轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述第二補(bǔ)償模塊的正相輸入端；

所述帶隙基準(zhǔn)模塊還包括S端，所述第一補(bǔ)償模塊的輸出端和所述第二補(bǔ)償模塊的輸出端均連接至所述帶隙基準(zhǔn)模塊的S端。

在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述帶隙基準(zhǔn)模塊包括電阻R1、R2、R3、R4、第一三極管Q1、第二三極管Q2、運(yùn)算放大器及緩沖器，所述運(yùn)算放大器、所述電阻R1、所述電阻R2、所述電阻R3和所述第二三極管Q2串接于所述電源和接地端之間，其中，所述運(yùn)算放大器的輸出端和所述電阻R1的連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)成所述帶隙基準(zhǔn)模塊的第一輸出端，運(yùn)算放大器的輸入端為所述帶隙基準(zhǔn)模塊的輸入端；所述電阻R1和所述電阻R2的連接節(jié)點(diǎn)連接至所述緩沖器的輸入端，所述緩沖器的輸出端構(gòu)成所述帶隙基準(zhǔn)模塊的第二輸出端；所述第二三極管Q2的基極連接至所述電阻R2和所述電阻R3的連接節(jié)點(diǎn)；