一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源制造技术

本发明专利技术公开了一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源，包括：启动电路、带隙核心电路和高阶曲率补偿电路，其中：启动电路的输入端与带隙核心电路的输出端相连，启动电路的输出端与带隙核心电路的第一输入端相连，高阶曲率补偿电路的输出端与带隙核心电路的第二输入端相连，带隙核心电路的输出即为基准电压源，启动电路、带隙核心电路和高阶曲率补偿电路串接于电源电压和系统地之间；启动电路用于为带隙核心电路提供启动电流；高阶曲率补偿电路用于为带隙核心电路提供补偿电流；带隙核心电路用于产生带隙基准电源电压。通过本发明专利技术可以实现抵消带隙基准电压随温度的高阶非线性，减小带隙基准电压源温漂。

【技术实现步骤摘要】
一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源
本专利技术涉及半导体集成电路
，特别是涉及一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源。
技术介绍
目前，基准电压源已作为半导体集成电路中不可缺少的基本模块，其广泛用于放大器、模数转换器、数模转换器、射频、传感器和电源管理芯片中。传统的基准电压源包括基于齐纳二极管反向击穿特性的电压基准、基于PN结正向导通特性的电压基准和带隙基准等多种实现方式，其中，由于带隙基准具有高精度、低温漂和高电源抑制比等优点，因此，得到了广泛应用。图1所示为现有技术中的带隙基准电压源，利用两个PNP三极管Q1和Q2的发射极-基极电压VEB的差值ΔVEB来产生正温度系数的电压，利用Q1的VEB来产生负温度系数的电压。其中，两个PNP三极管Q1和Q2的发射结面积比例为1:8，MOS管(metaloxidesemiconductor，金属氧化物半导体晶体管)M1和M2的宽长比为1:1，R2和R3的阻值为1:1。带隙基准电压VBG的表达式为：其中，VBE_Q3为NPN三极管Q3的基极电压，VT为NPN三极管Q3的截止电压，VEB的负温度系数约为-2mV/℃，VT的正温度系数约为+0.085mV/℃，通过选取合适的R1、R2、R3、R4阻值，可得到零温度系数的带隙基准电压。然而由于VEB的负温度系数为非线性，且VT的线性正温度特性只能补偿一阶温度系数，这种结构的温度系数被限制在20到100ppm/℃，导致带隙基准电压源的温漂比较大，因此，无法应用于对温漂要求较高的场合。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源，以解决现有技术中带隙基准电压源温漂较大的问题。为达到上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源，包括：启动电路、带隙核心电路和高阶曲率补偿电路，其中：所述启动电路的输入端与所述带隙核心电路的输出端相连，所述启动电路的输出端与所述带隙核心电路的第一输入端相连，所述高阶曲率补偿电路的输出端与所述带隙核心电路的第二输入端相连，所述带隙核心电路的输出即为基准电压源，所述启动电路串接于电源电压和系统地之间，所述带隙核心电路串接于所述电源电压和所述系统地之间，所述高阶曲率补偿电路串接于所述电源电压和所述系统地之间；所述启动电路用于为所述带隙核心电路提供启动电流；所述高阶曲率补偿电路用于为所述带隙核心电路提供补偿电流；所述带隙核心电路用于产生带隙基准电源电压。优选地，所述启动电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管和第一电阻，其中：所述第一开关管的栅极作为所述启动电路的输入端与所述带隙核心电路的输出端相连；所述第一开关管的源极与所述第二开关管的源极相连，其公共端与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述电源电压相连；所述第二开关管的栅极和源极相连，所述第三开关管的源极作为所述启动电路的输出端与所述带隙核心电路的第一输入端相连；所述第一开关管的漏极、所述第二开关管的漏极和所述第三开关管的漏极相连，并与所述系统地相连。优选地，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管为NMOS管。优选地，所述带隙核心电路包括：第四开关管、第五开关管、第六开关管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一NPN三极管、第二NPN三极管及运算放大器，其中：所述第五开关管的漏极、所述第六开关管的漏极与所述电源电压相连，所述第五开关管的栅极和所述第六开关管的栅极相连，所述第五开关管的栅极和所述第五开关管的源极相连；所述第五开关管的源极与所述第四开关管的源极相连，且其公共端作为所述带隙核心电路的第一输入端与所述启动电路的输出端相连；所述第四开关管的栅极与所述运算放大器的输出端相连，所述运算放大器的正相输入端与所述第四开关管和所述第一NPN三极管的发射极的公共端相连，所述第一NPN三极管的基极和集电极与所述系统地相连；所述运算放大器的反相输入端与所述第五电阻和所述第六电阻的公共端相连，所述第六电阻的另一端与所述第二NPN三极管的发射极相连，所述第一NPN三极管的基极和集电极与所述系统地相连；所述第四电阻和所述第五电阻的公共端与所述第三电阻的一端相连，所述第三电阻的另一端与所述第二电阻的一端相连；所述第二电阻的另一端与所述第六开关管的源极相连，且其公共端作为所述带隙核心电路的输出端相连，同时其公共端作为所述带隙核心电路的第三输入端与所述高阶曲率补偿电路的第二输出端相连；所述第二电阻和所述第三电阻的公共端作为所述带隙核心电路的第二输入端与所述高阶曲率补偿电路的第一输出端相连。优选地，所述第四开关管为NMOS管。优选地，所述第五开关管和所述第六开关管为PMOS管。优选地，所述高阶曲率补偿电路包括：第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管、第十三开关管及第三NPN三极管，其中：所述第七开关管的漏极、所述第九开关管的漏极、所述第十开关管的漏极、所述第十一开关管的漏极与所述电源电压相连；所述第七开关管的栅极与所述第五开关管的栅极和所述第六开关管的栅极相连，所述第七开关管的源极与所述第三NPN三极管的集电极相连，所述第三NPN三极管的集电极与所述第八开关管的栅极相连；所述第三NPN三极管的发射极与系统地相连，所述第三NPN三极管的基极与所述第八开关管的漏极相连，所述第八开关管的源极与所述第九开关管的源极相连，所述第九开关管的栅极与所述第九开关管的漏极相连，所述第九开关管、所述第十开关管的栅极和所述第十一开关管的栅极相连；所述第十开关管的源极与所述第十二开关管的源极相连，所述第十二开关的源极与栅极相连，所述第十二开关管的漏极与所述系统地相连；所述第十一开关管的源极作为所述高阶曲率补偿电路的第二输出端与所述带隙核心电路的第三输入端相连，所述第十二开关管的栅极与所述第十三开关管的栅极相连，所述第十三开关管的漏极与所述系统地相连；所述第十三开关管的源极作为所述高阶曲率补偿电路的第一输出端与所述带隙核心电路的第二输出端相连。优选地，所述第八开关管、所述第十二开关管和所述第十三开关管为NMOS管。优选地，所述第七开关管、所述第九开关管、所述第十开关管和所述第十一开关管为PMOS管。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开了一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源，包括：启动电路、带隙核心电路和高阶曲率补偿电路，其中：启动电路的输入端与带隙核心电路的输出端相连，启动电路的输出端与带隙核心电路的第一输入端相连，高阶曲率补偿电路的输出端与带隙核心电路的第二输入端相连，带隙核心电路的输出即为基准电压源，启动电路串接于电源电压和系统地之间，带隙核心电路串接于电源电压和系统地之间，高阶曲率补偿电路串接于电源电压和系统地之间；启动电路用于为带隙核心电路提供启动电流；高阶曲率补偿电路用于为带隙核心电路提供补偿电流；带隙核心电路用于产生带隙基准电源电压。本专利技术提供的的高阶曲率补偿电路较好的补偿了带隙基准电压的低温段，因此设计带隙核心电路时，通过合理的设计第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6的阻值，使得带隙基准电压在低温段和高温段的温度特性不对称，在低温段表现出正温度特性偏大一些，叠加上高阶曲率补偿电流后，更好的抵消了带隙基准电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源，其特征在于，包括：启动电路、带隙核心电路和高阶曲率补偿电路，其中：所述启动电路的输入端与所述带隙核心电路的输出端相连，所述启动电路的输出端与所述带隙核心电路的第一输入端相连，所述高阶曲率补偿电路的输出端与所述带隙核心电路的第二输入端相连，所述带隙核心电路的输出即为基准电压源，所述启动电路串接于电源电压和系统地之间，所述带隙核心电路串接于所述电源电压和所述系统地之间，所述高阶曲率补偿电路串接于所述电源电压和所述系统地之间；所述启动电路用于为所述带隙核心电路提供启动电流；所述高阶曲率补偿电路用于为所述带隙核心电路提供补偿电流；所述带隙核心电路用于产生带隙基准电源电压。

【技术特征摘要】
1.一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源，其特征在于，包括：启动电路、带隙核心电路和高阶曲率补偿电路，其中：所述启动电路的输入端与所述带隙核心电路的输出端相连，所述启动电路的输出端与所述带隙核心电路的第一输入端相连，所述高阶曲率补偿电路的输出端与所述带隙核心电路的第二输入端相连，所述带隙核心电路的输出即为基准电压源，所述启动电路串接于电源电压和系统地之间，所述带隙核心电路串接于所述电源电压和所述系统地之间，所述高阶曲率补偿电路串接于所述电源电压和所述系统地之间；所述启动电路用于为所述带隙核心电路提供启动电流；所述高阶曲率补偿电路用于为所述带隙核心电路提供补偿电流；所述带隙核心电路用于产生带隙基准电源电压。2.根据权利要求1所述的带高阶曲率补偿的带隙基准电压源，其特征在于，所述启动电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管和第一电阻，其中：所述第一开关管的栅极作为所述启动电路的输入端与所述带隙核心电路的输出端相连；所述第一开关管的源极与所述第二开关管的源极相连，其公共端与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述电源电压相连；所述第二开关管的栅极和源极相连，所述第三开关管的源极作为所述启动电路的输出端与所述带隙核心电路的第一输入端相连；所述第一开关管的漏极、所述第二开关管的漏极和所述第三开关管的漏极相连，并与所述系统地相连。3.根据权利要求2所述的带高阶曲率补偿的带隙基准电压源，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管为NMOS管。4.根据权利要求1所述的带高阶曲率补偿的带隙基准电压源，其特征在于，所述带隙核心电路包括：第四开关管、第五开关管、第六开关管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一NPN三极管、第二NPN三极管及运算放大器，其中：所述第五开关管的漏极、所述第六开关管的漏极与所述电源电压相连，所述第五开关管的栅极和所述第六开关管的栅极相连，所述第五开关管的栅极和所述第五开关管的源极相连；所述第五开关管的源极与所述第四开关管的源极相连，且其公共端作为所述带隙核心电路的第一输入端与所述启动电路的输出端相连；所述第四开关管的栅极与所述运算放大器的输出端相连，所述运算放大器的正相输入端与所述第四开关管和所述第一NPN三极管的发射极的公共端相连，所述第一NPN三极管的基极和集电极与所述系统地相连；所述运算放大器的反相输入端与所述第五电阻和所述第六电阻的公共端相连，所述第六电阻的另一端与所述第二NPN三极管的发射极...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建伟，罗旭程，程剑涛，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31