高压二阶补偿带隙基准电路制造技术

高压二阶补偿带隙基准电路，涉及集成电路技术。本实用新型专利技术由启动电流源、PTAT电流产生电路、输出电路组成，所述输出电路包括CTAT模块，所述PTAT电流产生电路包括第二PMOS管、第五PNP三极管、第六PNP三极管、第七NPN三极管、第八NPN三极管、第九PNP三极管、第十PNP三极管；所述输出电路包括第十一PNP三极管、第十三NPN三极管、第十五NPN三极管、第十二NPN三极管、第十四NPN三极管、第十八NPN三极管、第十六NPN三极管和第十七NPN三极管；本实用新型专利技术具有电路结构简单、功耗低、面积较小等特点。面积较小等特点。面积较小等特点。

【技术实现步骤摘要】
高压二阶补偿带隙基准电路


[0001]本技术涉及集成电路技术，特别涉及一种带隙基准电路。

技术介绍

[0002]基准源是模拟和数字电路中的核心模块之一，一个具有相对稳定和较高精度的参考电压源。带隙基准电压源是一种拥有比较广泛应用的基准电路，在DC/DC，ADC，DAC以及DRAM等集成电路设计中应用广泛，用于给电路提供一个与电源电压和温度无关的直流电压信号。一个传统的带隙基准电路，其原理是通过一个较高精度运算放大器进行电压箝位使带隙核心电路部分产生PTAT电流，然后将该电流通过电流镜结构镜像到电阻和三极管上产生带隙基准电压。这样一个高精度的运放结构，会增加整体电路的设计复杂程度，并且会产生额外的功耗。同时也只能应用在低压电源电压下，不能应用在高压环境下。为了能够应用在高压电源电压环境下以及减少温度对带隙基准电压眼的影响，需要采用新的设计思想，采用新的电路结构来实现高压的带二阶补偿的带隙基准电路。
[0003]图1所示是一种传统的带隙基准电路，其中高精度运放的作用是箝位PMOS管MP1漏极电位和MP2漏极电位，带隙核心电路结构会产生一个与温度呈正比的电流I
PTAT
＝ΔV
BE
/R1，然后通过电流镜将I
PTAT
镜像至电阻R2和三极管Q3上，形成一个与温度无关的基准电压V
REF
＝V
BE
+I
PTAT
×
R2。一个运放结构的使用会导致版图面积和电路功耗都增加很多，另一方面来说，运放结构的电路设计也至关重要，如果设计的运放结构的失调过大或者带宽太小都会对带隙基准电路的功能或性能造成影响。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是，提供一种适用范围广、功耗低的二阶补偿带隙基准电路。
[0005]本技术解决所述技术问题采用的技术方案是，高压二阶补偿带隙基准电路，其特征在于，由启动电流源、PTAT电流产生电路、输出电路组成，所述输出电路包括CTAT模块，
[0006]所述PTAT电流产生电路包括：
[0007]第二PMOS管，其源极接高电平参考点，漏极接第一参考点，栅极接启动电流源的输出端；
[0008]第五PNP三极管，其发射极接第一参考点，基极和集电极连接；
[0009]第六PNP三极管，其发射极接第一参考点，基极连接第五PNP三极管的基极；
[0010]第七NPN三极管，其集电极接第五PNP三极管的集电极；
[0011]第八NPN三极管，其集电极接第六PNP三极管的集电极，基极接第七NPN三极管的基极，发射极通过第四电阻接地；
[0012]第七NPN三极管的发射极通过第三电阻连接第八NPN三极管的发射极；
[0013]第九PNP三极管，其基极接第六PNP三极管的集电极，发射极接第一参考点，基极还
通过第二电容接地；
[0014]第十PNP三极管，其发射极接第九PNP三极管的集电极，基极接第八NPN三极管的发射极，集电极接地；
[0015]第一参考点通过第三电容接地；
[0016]所述输出电路包括：
[0017]第十一PNP三极管，其发射极接第一参考点，基极接第六PNP三极管的基极；
[0018]第十三NPN三极管，基极和集电极接第十一PNP三极管的集电极；
[0019]第十五NPN三极管，基极和集电极接第十三PNP三极管的发射极，发射极接地；
[0020]第十二NPN三极管，集电极接高电平参考点，基极接第一参考点，
[0021]第十四NPN三极管，集电极接第十二NPN三极管的发射极，基极接1第三NPN三极管的基极；
[0022]第十八NPN三极管，集电极接第十四NPN三极管的发射极，基极接第十五NPN三极管的基极，发射极接地；
[0023]第十六NPN三极管，集电极接高电平参考点，基极接第一参考点，发射极接输出端，发射极还通过第四电容接地；
[0024]第十七NPN三极管，集电极通过第六电阻接输出端，集电极还连接第八NPN三极管的基极，基极接第十八NPN三极管的发射极，发射极接地，基极还通过第五电阻接地。
[0025]所述启动电流源包括：
[0026]一个N沟道JFET管，其漏极接高电平，栅极接地，源极接高电平参考点；
[0027]第一PMOS管，其源极接高电平参考点，栅极和漏极接启动电流源的输出端，漏极还通过第一电容接高电平参考点；
[0028]第一NPN三极管，其基极和集电极通过第一电阻接N沟道JFET管的源极；
[0029]第三NPN三极管，其集电极接第一NPN三极管的发射极，发射极接地；
[0030]第二NPN三极管，集电极接第一PMOS管的漏极，基极接第一NPN三极管的基极，发射极接第三NPN三极管的基极；
[0031]第四NPN三极管，集电极接第二NPN三极管的发射极，基极接第三NPN三极管的集电极，发射极通过第二电阻接地。
[0032]本技术主要采用N沟道JEFT器件和特殊二阶带隙补偿架构，解决了高压低功耗高精度带隙基准。主要应用于高压ADC、高压DC
‑
DC、高压AC
‑
DC等领域。相对传统电路设计，具有电路结构简单、功耗低、面积较小等特点。
附图说明
[0033]图1是现有技术的带隙基准电路图。
[0034]图2是本技术提出的带隙基准电路图。
[0035]图3是启动电流源部分的电路图。
[0036]图4是PTAT电流产生电路的电路图。
[0037]图5是输出电路的电路图。
具体实施方式
[0038]与传统的带隙基准电路相比较，本技术增加了一个N沟道耗尽型JFET管的结构来适应高压电源电压环境，减少了一个运放结构，采用PTAT电流和CTAT电流互相补偿的方式来降低温度对电路带隙精度的影响。
[0039]以下结合附图对本技术进行详细的介绍。
[0040]参考图2～图5，本技术中的高压二阶补偿带隙基准电路由启动电流源、PTAT电流产生电路、输出电路组成。其中，
[0041]启动电流源：该部分电路产生一个电流源，给后续电路提供电流。同时存在一个N沟道耗尽型MOSFET管，可以控制输入到该电路的电压大小，使得该结构可以适用于高压电源电压环境下。
[0042]PTAT电流产生电路：该部分电路产生一个PTAT电流，和后续CTAT电流进行相加，抵消掉温度对基准电压的影响。
[0043]输出电路：该部分电路存在一个CTAT结构以及输出部分。CTAT结构产生一个与热力学温度呈互补关系的电流源，同时也与PTAT电流源呈互补关系。将CTAT电流源和PTAT电流源相加将产生一个与温度无关的电流源。
[0044]工作过程为：启动电流源先自启动，产生一个初始电压，提供给带隙核心电路，启动带隙核心电路部分的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高压二阶补偿带隙基准电路，其特征在于，由启动电流源、PTAT电流产生电路、输出电路组成，所述输出电路包括CTAT模块，所述PTAT电流产生电路包括：第二PMOS管，其源极接高电平参考点，漏极接第一参考点，栅极接启动电流源的输出端；第五PNP三极管，其发射极接第一参考点，基极和集电极连接；第六PNP三极管，其发射极接第一参考点，基极连接第五PNP三极管的基极；第七NPN三极管，其集电极接第五PNP三极管的集电极；第八NPN三极管，其集电极接第六PNP三极管的集电极，基极接第七NPN三极管的基极，发射极通过第四电阻接地；第七NPN三极管的发射极通过第三电阻连接第八NPN三极管的发射极；第九PNP三极管，其基极接第六PNP三极管的集电极，发射极接第一参考点，基极还通过第二电容接地；第十PNP三极管，其发射极接第九PNP三极管的集电极，基极接第八NPN三极管的发射极，集电极接地；第一参考点通过第三电容接地；所述输出电路包括：第十一PNP三极管，其发射极接第一参考点，基极接第六PNP三极管的基极；第十三NPN三极管，基极和集电极接第十一PNP三极管的集电极；第十五NPN三极管，基极和集电极接第十三PNP三极管的发射极，发射极接地；第十二NPN三极管，集电极接高电平参考点，基极接第一参考点，第十四NPN三...

【专利技术属性】
技术研发人员：林亚立，冯浪，刘鑫旭，曾雪，
申请(专利权)人：成都华微电子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：