电源减弱系数(PSRR)高而且有曲率校正的带隙电压基准电路制造技术

一种有电源电压而且适合提供有温度曲率校正的输出电压基准的带隙电压基准电路，包括：有反转输入节点、非反转输入节点和输出节点的运算放大器，该电路包括：　　　　第一组与运算放大器耦合并且适合在运算放大器的输入节点产生与绝对温度成比例的电流的电路元件，　　　　第二组在反馈配置中提供的使运算放大器的输出节点与运算放大器的输入节点耦合的电路元件，第二组电路元件适合产生与绝对温度互补的电流，　　　　而且其中第一和第二组电路元件产生的与绝对温度成比例的和与绝对温度互补的电流在运算放大器的输入节点合并，以便在所述输出节点提供输出电压的温度曲率校正，借此在输出电压基准节点提供电压基准。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Bandgap voltage reference circuit with high attenuation factor (PSRR) and curvature correction

A power supply voltage and for providing bandgap voltage reference circuit, the output voltage of the reference temperature curvature correction including: operational amplifier inverting input node, non inverting input and output nodes of the circuit, including: the first group and the operational amplifier is coupled and adapted to generate a current proportional to absolute temperature in the input the node of the operational amplifier circuit element, the second groups in the feedback circuit element input node coupling output node and the operational amplifier op amp the configuration, second groups of circuit elements for generating complementary current and absolute temperature, and the first and second sets of circuit elements is proportional to absolute temperature and the complementary and absolute temperature current at the input node with operational amplifier, so as to The output node provides a temperature curvature correction of the output voltage so as to provide a voltage reference at the output voltage reference node.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的
这项专利技术涉及带隙电压基准电路，具体地说，涉及PSRR高、有曲率校正而且漏失低的温度补偿带隙电压基准电路。本专利技术的现有技术带隙电压基准电路在技术上是广为人知的。它们是在需要提供在宽广的操作温度范围内与温度无关的稳压电源的场合实现的。通常，它们是通过把发射极-基极电压(即，CTAT电压或与绝对温度互补的电压)的正温度系数与两个晶体管的发射极-基极电压差(即，PTAT电压或与绝对温度成比例的电压)的负温度系数结合起来工作的，两个晶体管在不同的电流密度下工作，以产生温度系数实质上为零的基准电压。这样的电压基准电路的一个例子是在New Developments inIC Voltage Regulators(集成电路电压调节器的新发展)，IEEEJournal of Solid State Circuits，VolSC-6No 1，1971年2月，第2-7页中描述的。然而，与这种传统的电压基准电路相关联的问题之一是虽然带隙电压输出与温度的一次函数无关，但是业已发现这个标准电路的输出包括随TlnT变化的项，其中T是绝对温度而“ln”是自然对数函数。附图说明图1是表现这种电路的输出电压的例子的曲线图。显然，输出呈现“弓形”响应。这条曲线表明基准电压在某个温度范围内不保持恒定不变，所以不能实现理想的与温度无关的电压基准。解决这个问题的改进是Jonathan M.Audy推荐的而且是在转让给本专利技术的受让人的美国专利第5,352,973号中描述的。在这份专利权中，Audy描述怎样通过补偿TlnT项消除弯曲。这是通过把校正电路加到标准带隙落实上实现的。图2展示Audy实现的电路。虚线右边的电路是有以PTAT电流操作的两个晶体管Q1和Q2的标准带隙电路。曲率消除电路被展示在虚线的左边。在这个电路中，晶体管Qc1与主电路中的Q2完全相同，但是它借助放大器A2以恒定不变的电流操作。人们将会被理解，当两个晶体管Q2和Qc1以同样的基极-发射极电压操作，而且Q2以PTAT电流操作而Qc1以恒定不变电流操作的时候，结果是两个发射极之间的TlnT形式的电压。这个电压通过Rc产生电流，而且这是校正电流。尽管上述的这个电路实质上消除了输出电压的曲率效应，但是存在与其落实相关联的不足。人们能看到，当校正晶体管的接线端与运算放大器的反转输入端和非反转输入端以及输出端连接的时候，为了操作，显然需要电压在晶体管的三个接线端上自由运动。在标准的CMOS工艺中，通常只有两种类型的双极性晶体管可用，一个接线端永久地与基体连接的寄生基体双极性晶体管器件和性能非常差的横向双极性晶体管器件。所以，这种落实无法直接在标准的CMOS中实现。所以，需要提供适合解决这个与现有技术相关的问题的电路系统和方法。本专利技术的概述本专利技术的曲率校正方案专注于这些需要及其它，该方案提供用CMOS技术实现的带隙电压基准电路。依照本专利技术的第一实施方案，提供一种有电源电压而且适合提供有温度曲率校正的输出电压基准的带隙电压基准电路。该电路包括有反转输入节点、非反转输入节点和输出节点的运算放大器。第一组电路元件与运算放大器耦合并且适合在运算放大器的输入节点产生PTAT(与绝对温度成比例的)电流。适合产生CTAT(与绝对温度互补的)电流的第二组电路元件是按反馈配置提供的，以使运算放大器的输入节点与运算放大器的输出节点耦合。第一和第二组电路元件产生的PTAT和CTAT电流在运算放大器的输入节点合并，以便在输出节点提供输出电压的温度曲率校正，借此在输出电压基准节点提供电压基准。从愿望上说，第一组电路元件和第二组电路元件都与输出电压基准节点耦合。第一组和第二组电路元件也可以与电源电压分开。通常，第一组电路元件包括与运算放大器的反转输入节点耦合的第一对叠层晶体管和与运算放大器的非反转输入节点耦合的第二对叠层晶体管，第一和第二对叠层晶体管在面积方面是按比例缩放的，以便在第一对叠层晶体管和第二对晶体管之间产生PTAT电压，PTAT电压在运算放大器的输入节点提供PTAT电流。第一组电路元件可以进一步包括第一个电阻和第二个电阻，第一个电阻是在第二对叠层晶体管的公共节点和地之间提供的，而第二个电阻是在运算放大器的输出节点和第二对叠层晶体管的公共节点之间提供的。在这样的配置中，第一个和第二个电阻的数值通常相等，借此保证第二对叠层晶体管中的晶体管以PTAT电流操作。第一组电路元件可以进一步包括第三和第四个电阻，第三个电阻接在运算放大器的输出节点和运算放大器的反转节点之间，而第四个电阻接在所述反转节点和第一对叠层晶体管之间，而且第三个与第四个电阻的数值比是整数比，借此减少失谐，而且保证输出电压尽可能准确。第二组电路元件通常是为在第一对叠层晶体管的公共节点提供CTAT电流而安排的。第二组电路元件可以进一步在第一对叠层晶体管的公共节点提供PTAT电流。在优选的实施方案中，第二组电路元件包括电流反射镜。从愿望上说，第三对叠层晶体管可以在第二组电路元件里面提供，电流反射镜与运算放大器的输出节点耦合，而第三对叠层晶体管的公共节点与电流反射镜的一个接线端耦合，以致第二组电路元件在第一对叠层晶体管的公共节点提供PTAT和CTAT电流的组合，CTAT电流由从电流反射镜产生的输出电流提供，而PTAT电流由从第三对叠层晶体管产生的输出电流提供。第二组电路元件从愿望上说有第一组电流反射镜和第二组电流反射镜，第一组电流反射镜在第一对叠层晶体管的公共节点提供电流，而第二组电流反射镜在运算放大器的反转节点提供电流，第一和第二组电流反射镜与它们各自的节点耦合在运算放大器的输出节点提供对预期数值的电压调节。在这样的实施方案中，第二组电路元件可以进一步包括接在第一组电流反射镜和地之间的第五个电阻，第一、第二和第五个电阻适合提供输出电压的温度曲率校正。参照下面的附图和描述，本专利技术的这些和其它特征将得到更好的理解。附图简要说明图1是基本带隙电压基准电路的典型的TlnT温度偏差曲线图，图2是实质上补偿基本带隙电压基准电路的温度偏离的已知的带隙电压基准电路的示意图，图3是依照本专利技术在温度偏差方面提供补偿的电路的结构的方框图，图4是依照本专利技术在温度偏差方面提供补偿的电路的第一实施方案的示意图，图5是依照本专利技术的第二实施方案的示意图，而图6是依照本专利技术的第三实施方案的示意图。本专利技术的详细描述图1和2已根据现有技术予以描述。图3展示适合在基准电压方面补偿温度偏差的本专利技术的电路的方框图300。它包括运算放大器301、第一个电路块302和第二个电路块303。第一个电路块302包括为了在与运算放大器301的输入节点耦合时提供带隙电压基准电路而配置的第一组电路元件。从愿望上说，这个带隙电压基准电路在运算放大器301的输入节点产生PTAT电流。依照本专利技术，第二个电路块303与运算放大器301的输出节点耦合，以便补偿通常出现在带隙电压基准电路中的温度曲率分量。第二个电路块303包括在反馈配置中提供的第二组电路元件，以便将运算放大器301的输出节点经由第一个电路块302与运算放大器的输入节点连接。第二组电路元件适合至少产生CTAT电流，而且在本专利技术一些实施方案中，也可以提供PTAT电流。依照本专利技术，由第一和第二组电路元件产生的PTAT和CT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂范·玛丽卡，
申请(专利权)人：模拟装置公司，
类型：发明
国别省市：