带隙基准电压电路制造技术

本发明专利技术涉及一种带隙基准电压电路。所述带隙基准电压电路中，第一三极管的发射极和第二三极管的发射极分别与第一MOS管的漏极相连；第一MOS管的源极接地；第二MOS管的源极接地；第三三极管的发射极接地，第三三极管的基极、集电极分别与第一电阻的第二端相连；第三电阻的第一端、第三恒流源的输出端和第二MOS管的漏极相连形成带隙基准的电压的输出端。本发明专利技术的带隙基准电压为负温度系数的基极-发射极电压之差与一个正温度系数的电压之和，使带隙基准电压几乎不受温度的影响，稳定性高。而且本发明专利技术省去了运算器放大器，避免了由于运放差分输入失配而引起的输入失调，具有高精度、低功耗、结构简单、实用性强的特点。

【技术实现步骤摘要】
带隙基准电压电路
本专利技术涉及属于集成电路领域，具体涉及一种带隙基准电压电路。
技术介绍
带隙电压基准电路广泛地应用于模拟和混合电路中，如A/D转换器、D/A转换器、电压调谐器、电压表、电流表等测试仪器以及偏置电路等等。带隙基准电压电路通常为其他模块提供高精度、低温度系数的电压或电流，其性能直接或间接决定了整个集成电路系统的性能指标。带隙基准电压电路的基本原理是将一个具有负温度系数的电压与一个具有正温度系数的电压以合适的权重相加，从而得到一个零温度系数的电压。图1是一种传统的电压求和产生带隙基准的结构框图。三级管的基极与发射极的电压之差Vbe具有负的温度系数，其与温度相关的表达式如下：其中Vg0为绝对温度为OK时的带隙基准电压；Vbe0为当温度为T0、集电极电流为IC0时基极与发射极之间的电压；n为三极管的结构参数；k为玻尔兹曼常数；q为电子的电荷量；图2为现有技术中带隙基准电压电路的一种实现方式。它包括一个运算放大器A0，两个电阻R1和R2，三个PNP三极管和三个PMOS晶体管，由PMOS管M1和M2实现的电流镜与运放A0构成负反馈环路，从而使节点A与节点B的电压相等。三极管Q1基极与发射极电压之差Vbe1，三极管Q2基极与发射极电压之差Vge2。在相同的电流下，由于三极管Q1和Q2的并联的个数的不同，导致Q1和Q2的电流密度不同，从而使电阻R1上的压降即为Vbe1和Vbe2之差ΔVbe，ΔVbe与绝对温度成正比，其表达式如下：其中为三极管Q1和单个三极管Q2的电流密度比，IC1和IC2′分别为流过Q1和单个三极管Q2的电流，N为并联的三极管Q2的个数；因此流过电阻R1电流IC2是一个与绝对温度成正比的电流。电流IC3与电流IC1、IC2存在镜像关系，三者相等。最终电流IC3通过电阻R2产生一个正温电压与负温电压Vbe3求和产生基准电压VREF：由式(3)可以看出，通过合理选择R2与R1的比值和N的值，即可得到较小温度系数的基准电压。然而现有的这种带隙基准电压电路产生基准电压的方式一些不足：①电路中需要一个差分运放，其存在输入失调VOS，会影响基准电压的温度系数，而且这增加了电路设计的难度以及电路的功耗；②只能实现一阶的温度，无法实现高阶补偿。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有带隙基准电压电路结构复杂、设计难度大、功耗大等缺点，本专利技术提供一种电路结构简单、低功耗、高精度的带隙基准电压电路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带隙基准电压电路，包括第一恒流源、第二恒流源、第三恒流源、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一NMOS管、第二NMOS管；其中，第一恒流源、第二恒流源、第三恒流源的输入端分别与电源端VDD连接；第一恒流源的输出端分别与第一三极管的集电极和第一MOS管的栅极连接；第二恒流源的输出端分别与第二三极管的集电极和第二MOS管的栅极连接；第一三极管的发射极和第二三极管的发射极分别与第一MOS管的漏极相连；第一MOS管的源极接地；第二MOS管的源极接地；第三三极管的发射极接地，第三三极管的基极、集电极分别与第一电阻的第二端相连；第一电阻的第一端、第二电阻的第二端和第二三极管的基极相连；第二电阻的第一端、第三电阻的第二端和第一三极管的基极相连；第三电阻的第一端、第三恒流源的输出端和第二MOS管的漏极相连形成带隙基准的电压的输出端。具体的，所述第一三极管、第二三极管和第三三极管均为NPN型三极管。具体的，所述第二三极管具有若干个，所述若干个第二三极管相互并联，所述若干个第二三极管的基极均连接在第二电阻和第三电阻的连接处，所述若干个第二三极管的集电极均连接在第二恒流源的输出端，所述若干个第二三极管的发射极均连接在第一MOS管的漏极。进一步优选的，所述带隙基准电压电路还包括第四电阻、第五电阻、第六电阻和第四三极管；其中，所述第四电阻的第一端连接在所述带隙基准的电压的输出端，所述第四电阻的第二端连接在第三电阻的第一端；所述第四三极管的集电极与第四电阻的第一端相连，第四三极管的发射极与第五电阻的第一端相连，第四三极管的基极与第四电阻的第二端相连；所述第六电阻插入在第二三极管和第一MOS管之间，第六电阻的第一端与第二三极管的发射极相连，第六电阻的第二端与第一MOS管的漏极相连；第五电阻的第二端与第二三极管的发射极相连。具体的，所述第四三极管在温度为300K时处于截至状态。具体的，所述第四三极管为NPN型三极管。本专利技术的有益效果是，本专利技术采用恒流源、三极管、MOS管以及电阻组成非常简单的电路结构，得到了带隙基准电压。利用流过第一三极管和第二三极管的电流密度不同，使第一三极管基极-发射极电压和第二三极管基极-发射极电压之差为第二电阻的电压，不仅实现产生正温电流功能，而且还用作负反馈环路的检测输入端，从而获得的带隙基准电压为负温度系数的基极-发射极电压之差与一个正温度系数的电压之和，使带隙基准电压几乎不受温度的影响，稳定性高。而且本专利技术省去了运算器放大器，避免了由于运放差分输入失配而引起的输入失调，具有高精度、低功耗、结构简单、实用性强的特点。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是一种传统的电压求和产生带隙基准的结构框图；图2是现有技术中的一种带隙基准电压电路的原理图；图3是本专利技术实施例一的带隙基准电压电路的原理图；图4是本专利技术实施例二的带隙基准电压电路的原理图。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。本专利技术的实施例一如图3所示，一种带隙基准电压电路，包括第一恒流源I1、第二恒流源I2、第三恒流源I3、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2。所述第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3均为NPN型三极管。其中，第一恒流源I1、第二恒流源I2、第三恒流源I3的输入端分别与电源端VDD连接；第一恒流源I1的输出端分别与第一三极管Q1的集电极和第一MOS管M1的栅极连接；第二恒流源I2的输出端分别与第二三极管Q2的集电极和第二MOS管M2的栅极连接；第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的发射极分别与第一MOS管M1的漏极相连；第一MOS管M1的源极接地；第二MOS管M2的源极接地；第三三极管Q3的发射极接地，第三三极管Q3的基极、集电极分别与第一电阻R1的第二端相连；第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第二端和第二三极管Q2的基极相连；第二电阻R2的第一端、第三电阻R3的第二端和第一三极管Q1的基极相连；第三电阻R3的第一端、第三恒流源I3的输出端和第二MOS管M2的漏极相连形成带隙基准的电压的输出端。所述第二三极管Q本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带隙基准电压电路，其特征是：包括第一恒流源、第二恒流源、第三恒流源、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一NMOS管、第二NMOS管；其中，第一恒流源、第二恒流源、第三恒流源的输入端分别与电源端VDD连接；第一恒流源的输出端分别与第一三极管的集电极和第一MOS管的栅极连接；第二恒流源的输出端分别与第二三极管的集电极和第二MOS管的栅极连接；第一三极管的发射极和第二三极管的发射极分别与第一MOS管的漏极相连；第一MOS管的源极接地；第二MOS管的源极接地；第三三极管的发射极接地，第三三极管的基极、集电极分别与第一电阻的第二端相连；第一电阻的第一端、第二电阻的第二端和第二三极管的基极相连；第二电阻的第一端、第三电阻的第二端和第一三极管的基极相连；第三电阻的第一端、第三恒流源的输出端和第二MOS管的漏极相连形成带隙基准的电压的输出端。

【技术特征摘要】
1.一种带隙基准电压电路，其特征是：包括第一恒流源、第二恒流源、第三恒流源、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一NMOS管、第二NMOS管；其中，第一恒流源、第二恒流源、第三恒流源的输入端分别与电源端VDD连接；第一恒流源的输出端分别与第一三极管的集电极和第一NMOS管的栅极连接；第二恒流源的输出端分别与第二三极管的集电极和第二NMOS管的栅极连接；第一三极管的发射极和第二三极管的发射极分别与第一NMOS管的漏极相连；第一NMOS管的源极接地；第二NMOS管的源极接地；第三三极管的发射极接地，第三三极管的基极、集电极分别与第一电阻的第二端相连；第一电阻的第一端、第二电阻的第二端和第二三极管的基极相连；第二电阻的第一端、第三电阻的第二端和第一三极管的基极相连；第三电阻的第一端、第三恒流源的输出端和第二NMOS管的漏极相连形成带隙基准的电压的输出端。2.根据权利要求1所述的带隙基准电压电路，其特征是：所述第一三极管、第二三极管和第三三极管均为NPN型三极管。3.根据权利要求1所述的带隙基准电压电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李现坤，潘福跃，肖培磊，宣志斌，汤赛楠，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十八研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32