本发明专利技术涉及低漂移电压基准。提供用于提供电压基准电路的电路和方法，该电路包括随着时间的低漂移和更低的工作电压。通常，期望基准电路提供随时间的准确和精确的基准。描述的电压基准电路可以提供良好的长期稳定性、以比之前设计较低电压运行、由于处理变化和不匹配具有降低可变性的一致输出电压、基准电压中的低噪音以及其他优势。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及一种用于生成电压的方法和装置，该电压可在诸如集成电路的系统中 用作基准。
技术介绍
电压基准通常由电子电路提供，即使当通常或否则引起电压波动的温度或电源变 化时，该电子电路在电路的输出提供没有波动的恒定电压。其结果是，希望的是，即使系统 情况变化，电压基准可以提供基准点。电压基准可用于电源电压调节器、模拟-数字转换 器、数字-模拟转换器以及许多其他的测量和控制系统。通常，基准电压可以通过平衡电压 而产生，该电压随着温度升高而增加，随着温度的降低而降低。 正比于绝对温度（PTAT)的电压随温度上升而增加，并被称为PTAT电压。绝对温 度（CTAT)互补的电压可以随温度下降而减小，并且被称为CTAT电压。电压基准可以基于 带隙原理，其中晶体管的基极-发射极电压（其本质互补于绝对温度CTAT)被添加到电压， 该电压正比于绝对温度PTAT。如果两个电压分量被很好的平衡，组合电压针对温度变化以 第一顺序补偿。常规电压基准的问题涉及基准随着时间的不稳定性。这种不稳定性被称为 漂移，并主要归因于CTAT电压分量。这具有绝对幅度并取决于许多工艺参数。 因此，期望已经降低漂移特性的稳定基准电压。
技术实现思路
这些和其它问题通过根据本专利技术教导提供的电压基准被解决，其通过组合齐纳二 极管与CTAT组件而减少漂移。齐纳二极管输出具有特性PTAT形式，当与CTAT组件组合 时，其可提供针对温度变化以第一顺序补偿的组合电压，所述CTAT组件由组合在不同集电 极电流密度工作的多个双极晶体管产生的负基极发射极电压差产生。通过使用齐纳二极 管，它提供了非常稳定的电压作为输出，它可以生成具有非常低的漂移特性的基准电压。【附图说明】 现在基准附图，将通过举例的方式描述经提供以协助理解本教导的实施例，其 中： 图1是表示根据本专利技术教导提供的示例性电路的示意图； 图2是表示可用于产生用于图1的电路中使用的基极-发射极电压差的电路的示 例性组件； 图3是表示可用于产生用于图1的电路中使用的基极-发射极电压差的电路的示 例性组件； 图4是表示按照本专利技术教导提供的电路的模拟数据的曲线图。 图5是表示使用修整电流如何优化图1的电路的模拟数据的曲线图。 图6是表示按照本专利技术教导，在250°C，随着电源电压从IOV变化到5. 5V，提供的 电路的性能的模拟数据的曲线图。【具体实施方式】 本教导提供了从组合PTAT组件与CTAT组件产生的复合电压形成的低漂移电压基 准。该PTAT组件理想地通过使用偏置电流偏压齐纳二极管产生。其结果是，齐纳二极管的 输出具有PTAT形式，其将随着绝对温度的上升而增加。为了补偿随着温度上升齐纳二极管 的输出增加，本教导组合CTAT组件和PTAT组件。该CTAT组件由从在不同的集电极电流密 度工作的多个双极晶体管得到的负基极发射极电压差生成。已知在两个这样的晶体管之间 的基极发射极电压差具有PTAT形式，但由本专利技术的教导所提供的是具有CTAT形式的倒置 或负基极发射极电压差。 图1不出该电压基准电路的不例。它包括从偏置电流Il偏置的齐纳二极管1。 齐纳二极管理想地制造成掩埋式齐纳。正如本领域普通技术人员可以理解，埋入齐纳二极 管表现出非常低的噪声特性，并随着时间和温度非常稳定。 该高性能的PTAT电压组件和多个负基极-发射极电压差块或单元3至4组合，其 提供电路的CTAT电压分量。通过组合来自齐纳二极管的PTAT电压贡献和多个负基极-发 射极电压差块的（_ AVbe)的CTAT电压贡献，该电路在输出端提供稳定的电压基准，其是 一阶温度不敏感。当CTAT组件由两个或多个电路元件的输出之间的差提供，CTAT组件不 具有绝对幅值，因此随着时间和温度的非常稳定。 该基极发射极电压差如何产生的一个实施方式示于图2。应当理解，其中图1示出 了两个-Λ Vbe单元3、4,每个这些单元可每个如2所示的电路结构制造。两个PNP双极晶 体管Ql、Q2使用两个相应集电极电流12、13被偏压，使得Ql和Q2工作于不同的集电极电 流密度。施加该集电极电流密度差的一种方式是具有类似的偏置电流（12 = 13)，但提供具 有不同的发射极区的Ql和Q2。例如，并且如图所示，Q 1可被提供为统一发射极双极晶体 管，和Q2作为"η"次统一发射极双极晶体管。第三晶体管Q3被提供并耦合到Ql的集电极 和基极。该配置用于最小化基极电流产生的影响。在Ql至Q2的基极-发射极电压的差从 节点"a"和"b"反射在整个PMOS晶体管ΜΡ1，如：【主权项】1. 一种包括耦合至电路元件的齐纳二极管的电压基准电路，所述电路元件经配置以生 成负基极-发射极电压差AVbe组件，负AVbe组件补偿所述齐纳二极管的正温度系数的 响应特性，以在电压基准电路的输出提供电压基准。2. 根据权利要求1所述的电压基准电路，包括第一负基极-发射极电压差AVbe块和 第二负基极-发射极电压差AVbe块，所述第一块和第二块互相被级联。3. 根据权利要求1的电压基准电路，其中，所述电路元件包括具有第一发射极区的第 一双极晶体管和具有不同的第二发射极区的第二双极型晶体管。4. 根据权利要求3所述的电压基准电路，包括耦合到所述第一双极晶体管的每个基极 和集电极的第三双极晶体管。5. 根据权利要求3所述的电压基准电路，包括耦合到每个所述第一双极晶体管和第二 双极晶体管的MOS设备，使得每个所述第一双极晶体管和第二双极晶体管之间的基极-发 射极电压差跨MOS设备反射。6. 根据权利要求1所述的电压基准电路，其中所述电路元件被布置在单元中，所述单 元包括： 布置在单元的第一、第二和第三臂并经配置以在单元的输出产生正比于绝对温度的电 压的多个双极晶体管，所述单元依赖于所述多个双极晶体管的各个输出端，和 其中，每个所述第一臂，第二臂和第三臂都连接至单个偏压电流，使得所述偏置电流被 分成每个臂，以及每个臂补偿其他臂的基极电流的变化。7. 根据权利要求6所述的电压基准电路，其中，在单元的输出提供的与绝对温度成正 比的电压涉及在第一集电极电流密度运行从第一组双极晶体管和以第二低级集电极电流 密度运行的第二组双极晶体管的发射极比产生的基极-发射极电压差AVbe，所述单元被 连接到所述齐纳二极管，以便提供AVbe作为负AVbe贡献，以平衡齐纳二极管的正温度系 数响应特性。8. 根据权利要求7所述的电压基准电路，包括MOS设备，并且其中从发射极区域比所产 生的基极-发射极电压差跨MOS设备被反射到单元的输出。9. 根据权利要求6所述的电压基准电路，其中，每个臂包括在PNP结构中提供的至少一 个晶体管，所述单元被配置成使得每个所述第一、第二和第三臂的单独PNP晶体管的发射 极耦合到由相同的偏置电流偏置的公共节点。10. 根据权利要求9所述的电压基准电路，其中，所述电池的第一臂包括具有统一发射 极尺寸的PNP晶体管，以及电路的第二臂包括具有多个n个发射器尺寸的PNP晶体管，所述 电路经配置以在单元的输出生成第一次序的电压，其独立于偏置电流和正比于多个n。11. 根据权利要求9所述的电压基准电路，包括配置在NPN配置中的多个双极型晶体 管，以及其中所述单元的第一臂和第二臂的每个包括至少一个NPN晶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包括耦合至电路元件的齐纳二极管的电压基准电路，所述电路元件经配置以生成负基极‑发射极电压差ΔVbe组件，负ΔVbe组件补偿所述齐纳二极管的正温度系数的响应特性，以在电压基准电路的输出提供电压基准。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S·马里恩卡，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛;BM
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