低失调低噪声斩波稳定的带隙基准源电路制造技术

一种低失调低噪声斩波稳定的带隙基准源电路，包括运算放大器，镜像设置的晶体管及分压电阻，其中在运放输入端前连接一调制器，运放输出端连接一解调器，该解调器的输出端连接一ＲＣ低通滤波器输入端，该ＲＣ低通滤波器输出端连接一缓冲器输入端，缓冲器两输入端之间连接一传输门电路，缓冲器另一输入端与另一ＲＣ低通滤波器输入端相连接，该ＲＣ低通滤波器输出端与缓冲器输出端相连接。本实用新型专利技术在运放输入端对信号调制，在输出端对信号解调。使解调后的输入信号恢复，而等效失调电压和１／Ｆ噪声则被调制到高频，然后通过低通滤波器滤除去，从而减小甚至消除失调电压和１／Ｆ噪声对精度的影响，成功解决了由运算放大器失调电压引起输出电压精度低的现象。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

低失调低噪声斩波稳定的带隙基准源电路
本技术涉及大规模模拟集成电路设计领域中的带隙基准源电路，特别是一种 低失调低噪声斩波稳定的带隙基准源电路。
技术介绍
图1是典型的带隙基准功能结构图，由PNP晶体管Q1、Q2，电阻R1、R2、R3，运算放 大器AMP组成，其中PNP晶体管Ql的发射级面积是晶体管Q2的η倍，Vos为失调电压。在上述传统的带隙基准电路中，由运放产生一个反馈环路基准电压。反馈环路保 持运算放大器的两个输入端结点电压相等，电阻R2 = R3，使得流过PNP晶体管Ql和Q2的 电流相等。由于晶体管Ql的发射级面积是Q2的η倍，所以在电阻Rl上会产生AVbe的电 压。由于正向导通的PN结电压有负的温度系数，而AVbe是正的温度系数，所以通过适当 调节参数，可以获得与温度无关的基准电压。理想情况下，如图1所示的失调电压不存在。 但是由于运放系统的失调，器件的失配而产生失调。输出基准电压为Vom=vhe2+—{VTnnn + Vm)Kl其中vbe2是PNP晶体管2的发射极与基极电压即结点NB到地的电压，VT是热电 压(等于KT/q)，η是PNP晶体管Ql和Q2发射极面积之比，Vos为运放失调电压。从上述 关系式可以看到，运放的失调被放大了 R3/R1倍。而且运放的失调电压随温度和工艺的变 化而变化，因此输出电压Vout也会有很大的变化。这样对于要求高精度电压情况下，显然 不能满足要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种 低失调低噪声斩波稳定的带隙基准源电路。本技术采用了下列技术方案解决了其技术问题一种低失调低噪声斩波稳 定的带隙基准源电路，包括一个运算放大器，两个镜像设置的晶体管以及分压电阻，该镜像 设置的第一晶体管和第二晶体管的基极与集电极共同连接信号的地端，第一晶体管的发射 极、集电极与第一电阻、第二电阻串联连接，第二电阻的另一端连接运算放大器的输出端， 第二晶体管的发射极、集电极与第三电阻串联连接，第三电阻的另一端连接运算放大器的 输出端，第一电阻、第二电阻的公共端连接运算放大器反相输入端，第二晶体管的发射极与 第三电阻的公共端连接运算放大器正相输入端，其特征在于第一、二电阻的公共端，第二 晶体管发射极与第三电阻的公共端分别连接调制器的输入端，该调制器的两输出端分别连 接运算放大器的输入端，运算放大器两输出端分别连接解调器输入端，该解调器的输出端 连接一个RC低通滤波器的输入端，该RC低通滤波器的输出端连接一个缓冲器的输入端，该 输入端与缓冲器另一输入端之间连接一个传输门电路，缓冲器的另一输入端还与另一个RC 低通滤波器的输入端相连接，该RC低通滤波器的输出端与缓冲器的输出端相连接。 本技术采用了运算放大器斩波稳定原理，消除运放输入端的等效失调和1/f 噪声。在运放输入端对输入信号进行调制，而没有对运算放大器输入端等效噪声和失调电 压进行调制。在运放的输出端，对信号进行解调。解调后，输入信号恢复而运算放大器的 等效输入失调电压和1/f噪声则被调制到高频，然后通过低通滤波器滤除高频成分，从而 减小甚至消除失调电压和1/f噪声对精度的影响。本技术成功解决了带隙基准源由于 运算放大器的失调电压引起的输出电压精度低的现象，而且使得运算放大器的1/f噪声减 小，输出电压更加精确，输出纹波更小。附图说明图1是传统的带隙基准电路结构示意图2是本技术低失调低噪声斩波稳定的带隙基准源电路结构示意图 图3为本技术中调制器的电路结构框图； 图4为本技术中解调器的电路结构框图； 图5为本技术中缓冲器电路结构示意图。 图中各序号分别表示为Vos-失调电压 Ql-第一晶体管 NA-结点； Rl-第一电阻； R3-第三电阻； R5-电阻； C2-电容； 7-运算放大器； 9_传输门； Nl-结点；AMP-运算放大器 Q2-第二晶体管； NB-结点 R2-第二电阻； R4-电阻； Cl-电容； 6-调制器； 8-解调器； 10-缓冲器； N2-结点。具体实施方式以下结合实施例以及附图对本技术作进一步的描述。参照图2，本技术包括一个运算放大器7，两个镜像设置的第一晶体管Ql和第 二晶体管Q2，分压电阻为附、1 2、1 3，其中电阻1 2和R3的阻值相同。上述第一、第二晶体管Ql、Q2的基极与集电极共同连接信号的地端，第一晶体管 Ql的发射极、集电极与第一电阻R1、第二电阻R2串联连接，第二电阻R2的另一端连接运算 放大器7的输出端，第二晶体管Q2的发射极、集电极与第三电阻R3串联连接，第三电阻R3 的另一端连接运算放大器7的输出端，第一电阻R1、第二电阻R2的公共端连接运算放大器 7的反相输入端，第二晶体管Q2的发射极与第三电阻R3的公共端连接运算放大器7正相输 入端。本技术技术特征还在于第一、二电阻R1、R2的公共端、第二晶体管Q2发射极 与第三电阻R3的公共端分别连接调制器6的输入端，该调制器6的两输出端分别连接运算 放大器7的输入端，运算放大器7两输出端分别连接一个解调器8输入端，该解调器8的输4出端连接一个由电阻R4和电容Cl所构成的RC低通滤波器的输入端，该RC低通滤波器的 输出端连接一个缓冲器10的输入端，该输入端与缓冲器10的另一输入端之间连接一个传 输门电路9，该缓冲器10的另一输入端还与另一个由电阻R5和电容C2所构成的RC低通滤 波器的输入端相连接，该RC低通滤波器的输出端与缓冲器10的输出端相连接。本技术所述的调制器6、解调器8可由MOS管组成的开关电路构成。其电路框 图可参照图3、图4所示。调制器6的高频方波信号的占空比为50%，当高频方波信号为高电平时，开关电 路1、开关电路4导通，开关电路2、开关电路3截止，Inputl与Output 1，Input2与0utput2 相连通；当高频方波信号为低电平时，开关电路2与开关电路3导通，开关电路1与开关电 路 4 截止，Inputl 与 0utput2, Input2 与 Outputl 相连通。解调器8的工作原理类似调制器6，其高频方波信号为高电平时，开关电路1导通， 开关电路2截止，Inputl与Output导通输出；高频信号为低电平时，开关电路2导通，开关 电路1截止，Input2与Output导通输出。本技术所述缓冲器10可由MOS管构成电路。其电路结构可参照图5所示。该 缓冲器有两个输入端和一个输出端。由于上述调制器6、解调器8、传输门电路9、缓冲器10、运算放大器7都是现有技 术，同领域普通技术人员均可知晓其原理与特征，因此本文不再赘述。以下对本技术所述低失调低噪声斩波稳定的带隙基准源电路的工作原理简 要叙述如下本技术中调制器6加在运算放大器7的输入端，解调器8加在运算放大器7 的输出端。其中调制器6和解调器8的信号为高频方波信号。控制调制器6将低频输入信 号调制到高频区域并与运放失调求和作为运放的输入信号。显然失调电压在运算放大器输 入端没有被调制。调制后的信号和失调电压一起经过运算放大器7放大后输出。运算放大器7的输出信号传递给解调器8。解调器8和调制器6的控制信号即调 制和解调信号(斩波信号)是同样的方波信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低失调低噪声斩波稳定的带隙基准源电路，包括一个运算放大器，两个镜像设置的晶体管以及分压电阻，该镜像设置的第一晶体管和第二晶体管的基极与集电极共同连接信号的地端，第一晶体管的发射极、集电极与第一电阻、第二电阻串联连接，第二电阻的另一端连接运算放大器的输出端，第二晶体管的发射极、集电极与第三电阻串联连接，第三电阻的另一端连接运算放大器的输出端，第一电阻、第二电阻的公共端连接运算放大器反相输入端，第二晶体管的发射极与第三电阻的公共端连接运算放大器正相输入端，其特征在于：第一、二电阻的公共端，第二晶体管发射极与第三电阻的公共端分别连接调制器的输入端，该调制器的两输出端分别连接运算放大器的输入端，运算放大器两输出端分别连接解调器输入端，该解调器的输出端连接一个ＲＣ低通滤波器的输入端，该ＲＣ低通滤波器的输出端连接一个缓冲器的输入端，该输入端与缓冲器的另一输入端之间连接一个传输门电路，缓冲器的另一输入端还与另一个ＲＣ低通滤波器的输入端相连接，该ＲＣ低通滤波器的输出端与缓冲器的输出端相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖国庆，赵春和，
申请(专利权)人：上海沙丘微电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]