一种具有温度监测功能的BiCMOS无运放带隙电压基准源制造技术

本发明专利技术提供一种具有温度监测功能的BiCMOS无运放带隙电压基准源。所述BiCMOS无运放带隙电压基准源，包括：基准产生模块(10)、与基准产生模块(10)连接的偏置产生模块(20)、与偏置产生模块(20)连接的温度保护模块(40)、与温度保护模块(40)连接的启动电路(30)、与偏置产生模块(20)、启动电路(30)和温度保护模块(40)均连接的负反馈嵌位电路(50)；其中，基准产生模块生成基准电压；偏置产生模块产生第一偏置电压并辅助基准产生模块进行电压嵌位；温度保护模块通过第一偏置电压输出温度保护信号；启动电路通过温度保护模块生成的启动使能信号，生成干扰电流，使电路进入正常工作状态；负反馈嵌位电路用于稳定基准电压和第一偏置电压。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种具有温度监测功能的BiCMOS无运放带隙电压基准源。所述BiCMOS无运放带隙电压基准源，包括：基准产生模块(10)、与基准产生模块(10)连接的偏置产生模块(20)、与偏置产生模块(20)连接的温度保护模块(40)、与温度保护模块(40)连接的启动电路(30)、与偏置产生模块(20)、启动电路(30)和温度保护模块(40)均连接的负反馈嵌位电路(50)；其中，基准产生模块生成基准电压；偏置产生模块产生第一偏置电压并辅助基准产生模块进行电压嵌位；温度保护模块通过第一偏置电压输出温度保护信号；启动电路通过温度保护模块生成的启动使能信号，生成干扰电流，使电路进入正常工作状态；负反馈嵌位电路用于稳定基准电压和第一偏置电压。【专利说明】-种具有温度监测功能的BiCMOS无运放带隙电压基准源
本专利技术涉及电源
，特别涉及一种具有温度监测功能的BiCMOS无运放带 隙电压基准源。
技术介绍
基准电压源作为集成电路中必不可少的一种单元电路模块，为整个芯片提供了基 准电压或基准偏置电流，广泛应用于开关电源，锁相环，数据转换器等模拟或模数混合集成 电路中，如作为比较器或误差放大器中的参考电压等，因此基准的稳定性很大程度上决定 了系统功能的实现与否与性能优劣。带隙基准电压源以其较高的电源抑制比（PSRR)、低温 度系数和低时间漂移等特性，称为基准电压源电路中最常见的电路结构。 带隙基准电压源的基本原理是利用双极性晶体管中的pn结电压的负温度系数和 不同电流密度下两个晶体管中pn结电压差的正温度系数相互补偿，从而得到受温度影响 很小的输出电压。由于此电压值与硅的带隙电压近似相等，所以该电路被称作带隙基准电 压源。 图1为带隙基准电压源的传统结构，由于运算放大器（简称运放）的嵌位作用，使 其两个输入端电压ν Α与VB基本相等，同时与pnp晶体管Q2的发射极基极电压差Vbe2相等。 由于R 2与R3阻值相等，且PM0S管札与M2尺寸相同，因此两条支路电流相等，则有：I A = IB == (VnN)/%，由于VT = KT/q，因此电流IA和电流Ib正比于绝对温度，为 PTAT(Proporational To Absolute Temperature)电流。根据电流表达式可得出基准电压 Vraf的表达式为：= IBR3+Vbe;2 = RAlnN/Ri+Vbd，由于VT为正温度系数，Vbe;为负温度系 数，可通过调节R 2lnN/R3的大小，使电压值VMf在一定温度范围内随温度的变化近似为零， 从而得到一个温度系数较小的电压基准源。 然而由于传统的带隙基准电压源电路包含运算放大器，运放的功耗和芯片面积相 对较大，在一些低功耗系统（如能量获取系统中的Boost模块）中的应用受到限制，且运放 失配造成的失调电压以及噪声对带隙基准电压源的精度产生较大影响。而且带隙基准电压 源应用于整体电路系统中时，系统中都需要进行温度保护，传统的带隙基准源没有温度保 护功能，因此系统中需要单独设计温度保护电路，增加了电路复杂性和芯片面积。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有温度监测功能的BiCMOS无运放带隙电 压基准源，用以解决现有的带隙电压基准源电路包含运算放大器，运放的功耗和芯片面积 相对较大，在一些低功耗系统（如能量获取系统中的Boost模块）中的应用受到限制，且运 放失配造成的失调电压以及噪声对带隙基准电压源的精度产生较大影响，以及现有电路系 统中一般都需要单独设计温度保护模块，增加了芯片面积和功耗的问题。 为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种具有温度监测功能的BiCMOS无 运放带隙电压基准源，包括：基准产生模块10、与所述基准产生模块10连接的偏置产生模 块20、与所述偏置产生模块20连接的温度保护模块40、与所述温度保护模块40连接的启 动电路30、以及与所述偏置产生模块20、启动电路30和温度保护模块40均连接的负反馈 嵌位电路50 ;其中， 所述基准产生模块10生成基准电压VMf ; 所述偏置产生模块20产生第一偏置电压Vi并辅助基准产生模块10进行电压嵌 位； 所述温度保护模块40通过第一偏置电压％输出温度保护信号; 所述启动电路30通过温度保护模块40生成的启动使能信号，生成干扰电流，使电 路进入正常工作状态； 所述负反馈嵌位电路50用于稳定基准电压Vief和第一偏置电压％。 进一步地，所述基准产生模块10包括：第三npn晶体管Q3、第四npn晶体管Q 4、第 一电阻&、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R 4、第五电阻R5和第六电阻R6;其中， 所述第一电阻Ri的一端为电路的输出基准电压VMf，所述第一电阻Ri的另一端分 别连接所述第二电阻r 2、所述第三电阻r3的一端； 所述第二电阻R2的另一端连接所述第四电阻R4的一端以及所述第三npn晶体管 的基极； 所述第四电阻R4的另一端连接所述第五电阻R5的一端以及所述第三npn晶体管 Q3的集电极； 所述第三npn晶体管Q3的发射极直接接地； 所述第五电阻R5的另一端连接所述第四npn晶体管Q4的基极； 所述第三电阻R3的另一端与所述第四npn晶体管Q4的集电极连接； 所述第四npn晶体管Q4的发射极连接所述第六电阻R6的一端，所述第六电阻R 6的 另一端接地。 进一步地，所述第一电阻&为可修调电阻，所述第二电阻R2和所述第三电阻R 3的 阻值相等，所述第四电阻r4和所述第六电阻r6的阻值相等，并且所述第五电阻r 5的阻值大 于所述第四电阻r4和所述第六电阻r6的阻值。 进一步地，所述偏置产生模块20包括：第一 P型M0S管MPl、第二P型M0S管Mp2、 第三P型M0S管Mp3、第四P型M0S管Mp 4、第一 N型M0S管Μηι、第一 npn晶体管％、第二npn 晶体管Q2、第一电容Q以及第七电阻R7 ;其中， 所述第一 P型M0S管MPi、第二P型M0S管Mp2、第三P型M0S管Mp3和第四P型M0S 管Mp4源极和衬底均与电源电压Vdd相连，且所述第一 P型M0S管MPl、第二P型M0S管Mp2、 第三P型M0S管Mp3和第四P型M0S管Mp 4的栅极均相连，并与第二P型M0S管Mp2的漏极 连接构成第一偏置电压生成节点，生成第一偏置电压L ; 所述第一 N型M0S管一的漏极与所述第二P型M0S管Mp2的漏极连接，衬底接 地，源极与所述第一 P型M0S管MPl的漏极以及所述第一 npn晶体管％的集电极相连，栅极 与所述第四P型M0S管Mp4的漏极相连，且栅极还与一个另一端接地的所述第一电容Q相 连，并且还与所述第一电阻&的另一端相连，连接点输出基准电压V Mf ; 所述第一 npn晶体管％的发射极与所述第七电阻R7的一端连接，基极与所述第三 npn晶体管Q3的基极相连； 所述第七电阻R7的另一端接地； 所述第二npn晶体管Q2的集电极与所述第三P型M0S管Mp3漏极相连，发射极接 地，基极与所述第四npn晶体管Q 4的集电极相连。 进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有温度监测功能的BiCMOS无运放带隙电压基准源，其特征在于，包括：基准产生模块(10)、与所述基准产生模块(10)连接的偏置产生模块(20)、与所述偏置产生模块(20)连接的温度保护模块(40)、与所述温度保护模块(40)连接的启动电路(30)、以及与所述偏置产生模块(20)、启动电路(30)和温度保护模块(40)均连接的负反馈嵌位电路(50)；其中，所述基准产生模块(10)生成基准电压(Vref)；所述偏置产生模块(20)产生第一偏置电压(V1)并辅助基准产生模块(10)进行电压嵌位；所述温度保护模块(40)通过第一偏置电压(V1)输出温度保护信号(Vout)；所述启动电路(30)通过温度保护模块(40)生成的启动使能信号，生成干扰电流，使电路进入正常工作状态；所述负反馈嵌位电路(50)用于稳定基准电压(Vref)和第一偏置电压(V1)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帘曦，马宁，张雪军，朱樟明，杨银堂，
申请(专利权)人：西安电子科技大学昆山创新研究院，西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32