[發(fā)明專利]一種低溫度系數(shù)CMOS基準(zhǔn)電壓源

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010036532.6
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111077933A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛冬英;薛樂平
• 申請（專利權(quán)）人: 阿母芯微電子技術(shù)（中山）有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 濮陽華凱知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41136
• 代理人: 王傳明

本發(fā)明公開了一種低溫度系數(shù)的CMOS基準(zhǔn)電壓源，包括啟動電路A、基于V_BE的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路B、輸出電路C、基于V_GS的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路D。其中，啟動電路與基準(zhǔn)源電流鏡電路連接，用于電源上電時(shí)提供啟動電流，使基準(zhǔn)電壓源脫離簡并點(diǎn)；基于V_BE的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生基于三極管基級?發(fā)射極電壓的一階基準(zhǔn)電壓；基于V_GS的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生基于晶體管柵源電壓的一階基準(zhǔn)電壓。本發(fā)明通過雙基準(zhǔn)電壓的加權(quán)互補(bǔ)，有效抵消了非線性溫度項(xiàng)，降低了溫度系數(shù)，提高了基準(zhǔn)源的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低溫度系數(shù)的CMOS基準(zhǔn)電壓源。

背景技術(shù)

基準(zhǔn)電壓源作為模擬集成電路的一個(gè)基本模塊被廣泛應(yīng)用多種電路和系統(tǒng)中，例如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓器等，其功耗和穩(wěn)定性直接決定整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命。

隨著集成電路的發(fā)展，人們對基準(zhǔn)電壓源的穩(wěn)定性的要求越來越高。傳統(tǒng)一階帶隙基準(zhǔn)電路通常是由具有正溫度系數(shù)的基極-發(fā)射極電壓之差(△V_BE)和具有負(fù)溫度系數(shù)的基極-發(fā)射極電壓(V_BE)按一定比例相加，抵消二者的溫度系數(shù)得到零溫度的帶隙基準(zhǔn)電壓源。然而V_BE中包含線性溫度項(xiàng)和高階溫度項(xiàng)，△V_BE僅能補(bǔ)償線性溫度項(xiàng)，使得溫度系數(shù)只能達(dá)到10ppm以上。為了進(jìn)一步降低溫度系數(shù)，需要采用新的高階補(bǔ)償辦法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種低溫度系數(shù)的CMOS基準(zhǔn)電壓源電路，包括啟動電路、基于V_BE的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、基于V_GS的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、輸出電路。

其中，啟動電路與基準(zhǔn)源電流鏡電路連接，用于電源上電時(shí)提供啟動電流，使基準(zhǔn)電壓源脫離簡并點(diǎn)；基于V_BE的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生基于三極管基級-發(fā)射極電壓的的一階基準(zhǔn)電壓；基于V_GS的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生基于晶體管柵源電壓的的一階基準(zhǔn)電壓；輸出電路將雙基準(zhǔn)電壓加權(quán)互補(bǔ)，并最終輸出基準(zhǔn)電壓。

本發(fā)明基于半導(dǎo)體器件的特性，在CMOS工藝中，利用基于PNP晶體管的一階基準(zhǔn)電路在整個(gè)溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生開口向下的基準(zhǔn)輸出溫度曲線，利用基于亞閾值區(qū)MOS管的一階基準(zhǔn)電路在整個(gè)溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生開口向上的基準(zhǔn)輸出溫度曲線，通過輸出電路實(shí)現(xiàn)開口方向相反的基準(zhǔn)電壓的線性相加，以達(dá)到抵消高階溫度項(xiàng)的目的，得到極低的溫度系數(shù)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1本發(fā)明電路連接示意圖

圖2一階基準(zhǔn)輸出溫度曲線疊加原理圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

參照圖1，所述基準(zhǔn)電壓源電路包括啟動電路、基于V_BE的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、基于V_GS的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、輸出電路。

其中，所述啟動電路用于電源上電時(shí)提供啟動電流，使基準(zhǔn)電壓源脫離簡并點(diǎn)。啟動電路由MOS管M21-MOS管M24組成；M21的源極與電源VDD連接，柵極與M24的漏極連接，并作為啟動電路的輸出端與基于V_GS的基準(zhǔn)源電路的輸入端連接；M22的源極與M23的漏極連接，M22的柵極和漏極共接后與M24的柵極和M23的漏極連接；M23和M24的源極與地GND連接，M24的柵極與輸出基準(zhǔn)電壓V_REF連接。