[發(fā)明專(zhuān)利]一種電壓參考電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811596845.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109491440B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 於昌虎;李依嬌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳南云微電子有限公司;廣州金升陽(yáng)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05F1/567
• 分類(lèi)號(hào): G05F1/567
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種電壓參考電路，包括帶隙基準(zhǔn)模塊、運(yùn)算放大器、電阻電壓修調(diào)電路和負(fù)溫度系數(shù)電流補(bǔ)償電路。帶隙基準(zhǔn)模塊包括電阻R1～R4、三極管Q1～Q3，運(yùn)算放大器的第一輸入端和第二輸入端分別連接Q2、Q3的集電極，電阻電壓修調(diào)電路串聯(lián)在Q1和R1之間，負(fù)溫度系數(shù)電流補(bǔ)償電路連接在電阻電壓修調(diào)電路的尾端。本發(fā)明通過(guò)引入修調(diào)電路和負(fù)溫度系數(shù)電流補(bǔ)償電路，使得在任一工藝角下，參考電壓均可以滿(mǎn)足進(jìn)度指標(biāo)要求，并且溫漂系數(shù)也能得到有效改善。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電壓參考電路，特別涉及一種高精度低溫漂的電壓參考電路，適用于開(kāi)關(guān)電源的環(huán)路控制。

背景技術(shù)

在集成電路領(lǐng)域，電壓參考電路有著非常重要的作用，被廣泛應(yīng)用在模擬集成電路和數(shù)字集成電路中；電壓參考電路性能的好壞往往影響著整個(gè)集成電路系統(tǒng)性能的好壞。一個(gè)理想的電壓參考電路其參考電壓不受工作電壓、溫度和電路中器件工藝偏差(工藝角)的影響，始終保持一個(gè)穩(wěn)定的電壓值。

通常情況下，電壓參考電路一般通過(guò)將正溫度系數(shù)電壓和負(fù)溫度系數(shù)電壓以適當(dāng)?shù)膮?shù)耦合相加，從而令正溫度系數(shù)電壓的溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)電壓的溫度系數(shù)相互抵消，以此得到一個(gè)溫漂系數(shù)接近于零的參考電壓。正溫度系數(shù)電壓來(lái)源于兩個(gè)三極管的基極-發(fā)射極電壓之差ΔV_BE，負(fù)溫度系數(shù)電壓則來(lái)源于三極管的基極-發(fā)射極電壓V_BE。

如圖1是典型的帶隙基準(zhǔn)參考電壓電路，通過(guò)運(yùn)算放大器將電路中的A、B兩點(diǎn)鉗制在同一電位，其中三極管Q1的發(fā)射極連接著一個(gè)電阻R1，三極管Q1、Q2的基極-發(fā)射極電壓差ΔV_BE就等于該電阻上的電壓降，此時(shí)R1中有一電流I_PTAT流過(guò)，ΔV_BE通過(guò)電阻R1轉(zhuǎn)化成電流I_PTAT。電路中PM1和PM3的器件參數(shù)相等，則R1和R2中流過(guò)相同的電流，電阻R2上將得到正溫度系數(shù)電壓V_PTAT,參考電壓可以表示為：

通過(guò)改變R1、R2的阻值比可以改變V_PTAT的電壓值和溫度系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)電阻的阻值選取合理時(shí)，V_BE3的負(fù)溫度系數(shù)和V_PTAT的正溫度系數(shù)相加為零，此時(shí)得到參考電壓即與溫度無(wú)關(guān)。

但是，參考電壓不僅受到溫度的影響，還受生產(chǎn)工藝的影響。同樣的電路參數(shù)在不同的工藝角下會(huì)得到不同大小的參考電壓，這就導(dǎo)致電壓參考電路在實(shí)際使用中，會(huì)有大量晶圓因?yàn)閰⒖茧妷号c指標(biāo)要求之間存在較大偏差而被淘汰，所以在電路設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該考慮工藝角對(duì)電路的影響，要使參考電壓在不同的工藝角下，均能夠滿(mǎn)足指標(biāo)要求。因此需要在電壓參考電路中引入修調(diào)電路，此時(shí)參考電壓Vref＝V_PTAT+V_BE+V_Trim,V_Trim為引入的修調(diào)電壓。如果引入工藝角后參考電壓偏小，就增大修調(diào)電壓來(lái)使參考電壓升高；如果引入工藝角后參考電壓偏大，則減小修調(diào)電壓使參考電壓降低。

通常情況下，參考電壓的修調(diào)通過(guò)在電路中添加修調(diào)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)；電路中加入修調(diào)電阻后，I_PTAT流過(guò)修調(diào)電阻產(chǎn)生修調(diào)電壓V_Trim，改變修調(diào)電阻的阻值即可實(shí)現(xiàn)對(duì)參考電壓的調(diào)節(jié)。

由于電流I_PTAT具有正溫度系數(shù)，它在修調(diào)電阻上產(chǎn)生的壓降V_Trim也具有正溫度系數(shù)，單純的增大或減小修調(diào)電阻會(huì)使得V_Trim的溫度系數(shù)也隨之增大或減小，正負(fù)溫度系數(shù)不再能相互抵消，造成參考電壓的溫度系數(shù)更加偏離零值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種低溫漂系數(shù)的電壓參考電路，在電路內(nèi)部設(shè)計(jì)了一個(gè)誤差放大器，通過(guò)反饋回路將放大器的輸出反饋至電路的參考電壓端口，具有較強(qiáng)的環(huán)路控制能力。并且在任一工藝角下，其參考電壓均可以滿(mǎn)足高精度的指標(biāo)要求。