一种输出电压可调的带隙基准电压源制造技术

本实用新型专利技术公开一种输出电压可调的带隙基准电压源，包括差分运算放大器，以及栅极均连接到差分运算放大器输出端VOUT，源极均连接到电源的PMOS管M13、PMOS管M14和PMOS管M15；差分运算放大器的反相输入端VIN通过电阻R2接地，并同时连接到PNP管Q1的发射极和PMOS管M13的漏极，同相输入端VIP通过电阻R3接地，还通过电阻R1连接到PNP管Q2的发射极，并同时连接到PMOS管M14的漏极；PNP管Q1和PNP管Q2的基极和集电极同时接地；PMOS管M15的漏极作为基准电压源的输出端，其通过可调电阻R4接地。本实用新型专利技术通过调节电阻的阻值，实现带隙基准电压源输出基准电压的调节，以应用不同芯片的工作电压，结构简单，适用范围广。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及模拟集成电路
，具体为一种输出电压可调的带隙基准电压源。
技术介绍
带隙基准电压的基本原理是利用两个具有相反温度系数的电压以合适的权重相加，产生一个具有零温度系数的电压。双极型晶体管（BJT）具有以下两个特性：双极型晶体管的基极-发射极电压VBE与绝对温度成反比；在不同的集电极电流下，两个双极型晶体管的基极-发射极的电压的差值△VBE与绝对温度成正比。基准电压源是模拟集成电路的核心模块之一，为其他功能模块提供高精度的电压基准。带隙基准电路的显著优点是与环境温度、电源供电电压和生产工艺等变化的几乎无关，在数据转换、锁相环、电源管理等多种模拟及数模混合集成电路中广泛的应用。电系基准电压源为电路系统提供基准电压，其性能将直接影响整个系统的工作状态。随着制作半导体器件的工艺线宽的逐渐缩小，芯片的工作电压也在不断的降低，由于传统的带隙基准电压源的基准输出约为1.2V，因此对于电源低于1.2V的应用或者高于1.2V的应用而言传统的带隙基准电压源应用相对受到很大限制，因此输出电压可调的带隙基准电压源更适合，其应用会更广泛。
技术实现思路
基于上述原因，本技术的目的在于提供一种输出电压可调且稳定性和精度更高的带隙基准电压源，技术方案如下：一种输出电压可调的带隙基准电压源，包括差分运算放大器，以及栅极均连接到差分运算放大器输出端VOUT，源极均连接到电源的PMOS管M13、PMOS管M14和PMOS管M15；差分运算放大器的反相输入端VIN通过电阻R2接地，并同时连接到PNP管Q1的发射极和PMOS管M13的漏极，同相输入端VIP通过电阻R3接地，还通过电阻R1连接到PNP管Q2的发射极，并同时连接到PMOS管M14的漏极；PNP管Q1和PNP管Q2的基极和集电极同时接地；PMOS管M15的漏极作为基准电压源的输出端，其通过可调电阻R4接地。进一步的，还包括启动电路，启动电路包括PMOS管M16、PMOS管M17、NMOS管M18和NMOS管M19；PMOS管M16的源极连接到电源，漏极与栅极相连，并同时连接到PMOS管M17的源极；PMOS管M17的漏极与栅极相连，并同时连接到NMOS管M18的漏极和NMOS管M19的栅极；NMOS管M18的栅极连接到所述PMOS管M15的漏极，源极接地；NMOS管M19的漏极连接到差分运算放大器输出端VOUT，源极接地。更进一步的，所述差分运算放大器包括一级放大电路和二级放大电路；一级放大电路包括尾电流源PMOS管M5、差分输入对PMOS管M1和PMOS管M2，以及负载管NMOS管M3和NMOS管M4；PMOS管M5的栅极连接到偏置电路的输出端，源极连接到电源，漏极同时连接到PMOS管M1和PMOS管M2的源极；PMOS管M1的栅极作为差分运算放大器的反相输入端VIN，漏极同时连接到NMOS管M3的漏极和栅极；PMOS管M2的栅极作为差分运算放大器的同相输入端VIP，漏极连接到NMOS管M4的漏极；NMOS管M3和NMOS管M4的栅极相连，源极同时接地；二级放大电路包括PMOS管M7和NMOS管M6；PMOS管M7的栅极连接到PMOS管M5的栅极，源极连接到电源，漏极作为差分运算放大器输出端VOUT，并同时连接到NMOS管M6的漏极；NMOS管M6的栅极连接到PMOS管M2的漏极，源极接地；还包括构成补偿电路的电阻R5和电容CC，电容CC的上极板通过电阻R5连接到PMOS管M2的漏极，下极板连接到PMOS管M7的漏极。更进一步的，所述偏置电路包括源极同时连接到电源的PMOS管M8和PMOS管M9；PMOS管M9的栅极作为偏置电路的输出端，并同时还连接到NMOS管M10的漏极，以及PMOS管M8的栅极和漏极，漏极同时连接到NMOS管M10的栅极，以及NMOS管M11的漏极和栅极；NMOS管M10的源极连接到NMOS管M12的漏极，NMOS管M11的源极同时连接到NMOS管M12的栅极，以及NMOS管M0的漏极和栅极，NMOS管M12的源极通过电阻R6接地，NMOS管M0的源极接地。本技术的有益效果是：1）本技术采用具有正负温度系数的电流互补，实现形成具有补偿效果的稳定电流；2）本技术采用电流镜比例复制稳定电流，并通过调节电阻R4的阻值，实现带隙基准电压源输出基准电压的调节，以应用不同芯片的工作电压，结构简单，适用范围广；3）本技术采用自启动电路，有效避免电路无法启动的风险，确保了电路的正常的启动；4）本技术采用自偏电路产生提供精确的偏置电压，提高基准电压的电源抑制特性；5）本技术采用差分运算放大器，有效的抑制温度漂移、电压失调以及噪声；采用两级运算放大器保证了较大的增益，保证了基准电压的精度。附图说明图1为本技术输出电压可调的带隙基准电压源的核心电路及启动电路的原理图。图2为本技术输出电压可调的带隙基准电压源中差分运算放大器及偏置电路的原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细的说明。如图1所示，一种输出电压可调的带隙基准电压源的核心电路，包括差分运算放大器，以及栅极均连接到差分运算放大器输出端VOUT，源极均连接到电源的PMOS管M13、PMOS管M14和PMOS管M15；差分运算放大器的反相输入端VIN通过电阻R2接地，并同时连接到PNP管Q1的发射极和PMOS管M13的漏极，同相输入端VIP通过电阻R3接地，还通过电阻R1连接到PNP管Q2的发射极，并同时连接到PMOS管M14的漏极；PNP管Q1和PNP管Q2的基极和集电极同时接地；PMOS管M15的漏极作为基准电压源的输出端，其通过可调电阻R4接地。上述为带隙基准电压源的核心电路具体实施例，其产生与温度无关的稳定电流，变换电阻R4的阻值实现输出基准电压的调节，以适用模拟集成电路对不同基准电压的需求。该电路采用具有正负温度系数的电流互补，实现形成具有补偿效果的稳定电流。为避免电路存在的无法自启动的风险，本实施例还设置了启动电路，以确保基准电压源核心电路的正常启动。启动电路的原理图如图1右半部分所示。启动电路包括PMOS管M16、PMOS管M17、NMOS管M18和NMOS管M19；PMOS管M16的源极连接到电源，漏极与栅极相连，并同时连接到PMOS管M17的源极；PMOS管M17的漏极与栅极相连，并同时连接到NMOS管M18的漏极和NMOS管M19的栅极；NMOS管M18的栅极连接到所述PMOS管M15的漏极，源极接地；NMOS管M19的漏极连接到差分运算放大器输出端VOUT，源极接地。电路启动后M19管关闭，以节约电路的功耗。为保证基准电压的稳定性和精度，本实施例采用了差分运算放大器，有效抑制温度漂移、电压失调以及噪声。差分运算放大器包括一级放大电路和二级放大电路；一级放大电路包括尾电流源PMOS管M5、差分输入对PMOS管M1和PMOS管M2，以及负载管NMOS管M3和NMOS管M4；PMOS管M5的栅极连接到偏置电路的输出端，源极连接到电源，漏极同时连接到PMOS管M1和PMOS管M2的源极；PMOS管M1的栅极作为差分运算放大器的反相输入端VIN，漏极同时连接到NMOS管M3的漏极和栅极；PMOS管M2的栅极作为差分运算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输出电压可调的带隙基准电压源，其特征在于，包括差分运算放大器，以及栅极均连接到差分运算放大器输出端VOUT，源极均连接到电源的PMOS管M13、PMOS管M14和PMOS管M15；差分运算放大器的反相输入端VIN通过电阻R2接地，并同时连接到PNP管Q1的发射极和PMOS管M13的漏极，同相输入端VIP通过电阻R3接地，还通过电阻R1连接到PNP管Q2的发射极，并同时连接到PMOS管M14的漏极；PNP管Q1和PNP管Q2的基极和集电极同时接地；PMOS管M15的漏极作为基准电压源的输出端，其通过可调电阻R4接地。

【技术特征摘要】
1.一种输出电压可调的带隙基准电压源，其特征在于，包括差分运算放大器，以及栅极均连接到差分运算放大器输出端VOUT，源极均连接到电源的PMOS管M13、PMOS管M14和PMOS管M15；差分运算放大器的反相输入端VIN通过电阻R2接地，并同时连接到PNP管Q1的发射极和PMOS管M13的漏极，同相输入端VIP通过电阻R3接地，还通过电阻R1连接到PNP管Q2的发射极，并同时连接到PMOS管M14的漏极；PNP管Q1和PNP管Q2的基极和集电极同时接地；PMOS管M15的漏极作为基准电压源的输出端，其通过可调电阻R4接地。2.根据权利要求1所述的输出电压可调的带隙基准电压源，其特征在于，还包括启动电路，启动电路包括PMOS管M16、PMOS管M17、NMOS管M18和NMOS管M19；PMOS管M16的源极连接到电源，漏极与栅极相连，并同时连接到PMOS管M17的源极；PMOS管M17的漏极与栅极相连，并同时连接到NMOS管M18的漏极和NMOS管M19的栅极；NMOS管M18的栅极连接到所述PMOS管M15的漏极，源极接地；NMOS管M19的漏极连接到差分运算放大器输出端VOUT，源极接地。3.根据权利要求1所述的输出电压可调的带隙基准电压源，其特征在于，所述差分运算放大器包括一级放大电路和二级放大电路；一级放大电路包括尾电流源PMOS管M5、差分输入对PMOS管M1和PMOS管M2，以及负载管NMOS管M3和NMOS管M4；P...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈腾，陈祝，谢蓉芳，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：新型
国别省市：四川;51