[發明專利]一種基于跨導線性環路技術的高階帶隙基準電路

有效

• 申請號: 202010909584.X
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112034921B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 周前能;熊素雅;李紅娟
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567;G05F1/575
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 陳棟梁

本發明請求保護一種基于跨導線性環路技術的高階帶隙基準電路，包括啟動電路、一階帶隙基準電路、高溫區域分段補償電路以及低溫區域分段平方電流產生電路。本發明的高溫區域分段補償電路在高溫區域產生正溫度系數的分段曲率電流I₁₄并提供補償電壓V_NL1，低溫區域分段平方電流產生電路在低溫區域產生負溫度系數的分段曲率電流I₂₈，利用NMOS管M30、NMOS管M31、NMOS管M36及NMOS管M37構成的跨導線性環路電路以及電流I₂₈在低溫區域產生正比于的分段平方電流I₄₃并提供補償電壓V_NL2，電壓V_NL1與電壓V_NL2分別對帶隙基準電壓進行高階溫度補償，提高了帶隙基準電壓的溫度特性，從而實現一種基于跨導線性環路技術的高階帶隙基準電路。

技術領域

本發明屬于微電子技術領域，具體涉及一種基于跨導線性環路技術的高階帶隙基準電路。

背景技術

帶隙基準電路具有溫漂系數小、與電源電壓和工藝無關等特點，已廣泛應用于A/D轉換器、D/A轉換器、開關電源等集成電路系統；帶隙基準電壓的精度和穩定性直接影響整個集成電路系統的精度，隨著集成電路技術的發展，集成電路系統對其內部的帶隙基準電路的性能要求也越來越高。

圖1為一種傳統的帶隙基準電路結構，電阻R1、電阻R2、電阻R3與電阻R4采用同一種材料，電阻R2與電阻R3完全一樣，PMOS管M1、PMOS管M2與PMOS管M3具有相同的溝道寬長比，PNP三極管Q2的發射極面積是PNP三極管Q1的N倍，放大器A1的低頻增益A_d有A_d1，則帶隙基準電路的輸出電壓V_bg為其中，V_EB1是PNP型三極管Q1的發射極-基極電壓，R₁是電阻R1的阻抗，R₂是電阻R2的阻抗，R₄是電阻R4的阻抗，q是電子電荷量，k是玻爾茲曼常數，T是絕對溫度。通過優化電阻R1、電阻R2的阻值以及參數N等，在溫度T_r處能獲得由于V_EB1具有溫度非線性，因而傳統的一階帶隙基準電路輸出電壓具有高溫漂系數的問題，使得傳統的一階帶隙基準電路在高精度系統中的應用受到了很大的限制。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種基于跨導線性環路技術的高階帶隙基準電路。本發明的技術方案如下：

一種基于跨導線性環路技術的高階帶隙基準電路，其包括：啟動電路(1)、一階帶隙基準電路(2)、高溫區域分段補償電路(3)及低溫區域分段平方電流產生電路(4)，其中，所述一階帶隙基準電路(2)的電信號輸出端分別接啟動電路(1)的信號輸入端、高溫區域分段補償電路(3)的信號輸入端及低溫區域分段平方電流產生電路(4)的信號輸入端，所述高溫區域分段補償電路(3)及所述低溫區域分段平方電流產生電路(4)的信號輸出端分別接所述一階帶隙基準電路(2)的信號輸入端，所述啟動電路(1)的信號輸出端接所述一階帶隙基準電路(2)的啟動信號輸入端；所述啟動電路(1)為所述一階帶隙基準電路(2)提供啟動信號，所述一階帶隙基準電路(2)產生一階帶隙基準電壓，所述高溫區域分段補償電路(3)在溫度T大于參考溫度T₁區域產生正溫度系數的分段曲率電流I₁₄并為一階帶隙基準電壓提供補償電壓V_NL1，所述低溫區域分段平方電流產生電路(4)在溫度T小于參考溫度T₂區域產生分段平方電流I₄₃并為一階帶隙基準電壓提供補償電壓V_NL2；電壓V_NL1以及電壓V_NL2分別對所述一階帶隙基準電路(2)產生一階帶隙基準電壓進行高階溫度補償。