[實用新型]一種高精度低噪聲帶隙基準電壓源

有效

• 申請號: 202320090466.X
• 申請日: 2023-01-31
• 公開（公告）號: CN219225376U
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 蔡超波;鐘樹江;宋樹祥;岑明燦;黎騎濤
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 桂林文必達專利代理事務所(特殊普通合伙) 45134
• 代理人: 白洪

本實用新型公開了一種適用于高精度模數轉換器的高精度低噪聲帶隙基準電壓源。所述電路包括帶隙核心電路、噪聲抑制電路、修調電路；帶隙核心電路能夠產生一個高初始精度、低溫度系數、低噪聲的基準電壓Vsubgt;REF/subgt;；噪聲抑制電路用于抑制基準電壓Vsubgt;REF/subgt;中的噪聲與白噪聲并提供一個具有較大驅動能力的輸出參考電壓Vsubgt;BG/subgt;；修調電路能夠校正由于工藝角、失調、封裝應力等因素影響使得輸出參考電壓Vsubgt;BG/subgt;產生的溫度漂移及初始偏差。本實用新型輸出的參考電壓Vsubgt;BG/subgt;具有低溫度系數、高初始精度、低噪聲、強驅動能力等優點，特別適用于12位及以上高速高分辨率模數轉換器中。

技術領域

本實用新型涉及半導體集成電路領域，具體涉及一種適用于高精度模數轉換器的高精度低噪聲帶隙基準電壓源。

背景技術

在模數轉換器(ADC)中，基準電壓源的精度、噪聲、穩定性和驅動能力是影響模數轉換器有效位數的重要因素，基準電壓源可以使用外接的單片集成電路，也可以將基準源集成在ADC內部，外接的基準電壓源精度高適用于高精度的ADC中，內置的集成基準電壓源精度相比外接的基準電壓源精度低，但是穩定性更高、更能適用于微型化應用場合，比如生物傳感芯片、物聯網傳感芯片等等。目前，內置的基準電壓源大部分只能適用于10位以內的ADC中，而適用于12位及以上ADC的內部集成基準電壓源有待研究與開發。

實用新型內容

本實用新型提供一種適用于高精度模數轉換器的高精度低噪聲帶隙基準電壓源，基準電壓源采用了高階溫度補償技術以獲得較低的溫度系數，采用了修調技術可分別校正基準電壓的溫度系數與初始電壓精度，采用了多重噪聲抑制技術分別降低噪聲與白噪聲，并可為基準電壓提供較大驅動能力。該基準電壓源在-40℃至125℃范圍內的溫度系數為3.6ppm/℃到5.0ppm/℃之間，初始精度誤差在0.03％以內，總的輸出噪聲為18.8μV，可提供30mA拉電流與10mA灌電流。本實用新型的基準電壓源具有高精度、低噪聲、驅動能力強的特點，可適用于12位以上的模數轉換器中。

本實用新型的帶隙基準電壓源包括帶隙核心電路、噪聲抑制電路、修調電路；帶隙核心電路能夠產生一個高初始精度、低溫度系數、低噪聲的基準電壓V_REF；噪聲抑制電路用于抑制基準電壓V_REF中的噪聲與白噪聲并提供一個具有較大驅動能力的輸出參考電壓V_BG；修調電路能夠校正由于工藝角、失調、封裝應力等因素影響使得輸出參考電壓V_BG產生的溫度漂移及初始偏差。

所述帶隙核心電路包括運算放大器A1，3個PNP?BJT管Q1、Q2、Q3，3個PMOS管M1、M2、M3,電容C1,7個電阻R1、R2、R4、R5、R_MA、R_MB、R_MC，2個電阻修調模塊R_0,trim、R_3,trim；其中：M1、M2、M3的源極都接到電源VDD；M1、M2、M3的柵極與C1的第一端子及A1的輸出端相互連接；M1的漏極、C1的第二端子、R_MA的第一端子與R_MB的第一端子相互連接；M2的漏極與R_MC的第一端子連接；M3的漏極與R_3,trim的端子c連接構成核心電路的輸出V_REF；R_MA的第二端子、A1的反相輸入端、R2的第一端子、R5的第一端子、Q1的發射極連接到節點X；R_MB的第二端子、A1的同相輸入端、R4的第一端子、R_0,trim的端子a、R1的第一端子連接到節點Y；R_MC的第二端子、R4的第二端子、R5的第二端子與Q3的發射極相互連接；R_0,trim的端子b與Q2的發射極連接；R2的第二端子、Q1的基極與集電極、Q2的基極與集電極、R1的第二端子、Q3的基極與集電極、R_3,trim的端子d接到地GND。