双极ＮＰＮ型带隙基准电压电路制造技术

本发明专利技术公开了一种双极ＮＰＮ型带隙基准电压电路，在传统双极ＮＰＮ型带隙基准电压源电路结构基础上，增加固定偏置电路和保护控制电路，利用标准双极ＮＰＮ型带隙基准源电压源输出基准电压约为１．２伏总是小于二倍ＢＪＴ管基极发射极电压约１．４伏的特性，在固定偏置电路中实现二倍ＢＪＴ管基极发射极电压约为１．４伏，再通过比较器实现二倍ＢＪＴ管基极发射极电压与带隙基准源输出基准电压的比较控制，既能兼顾带隙基准电压源启动又能起过压保护作用。本发明专利技术的双极ＮＰＮ型带隙基准电压电路，当输出的基准电压过高时，能实现电路的自动保护，并且适合在各种双极型晶体管和金属氧化物场效应管兼容的工艺下制造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源电路，特别涉及一种双极NPN型带隙基准电压电路。技术背景电源管理集成电路中最经典的电压基准电路就是双极NPN型带隙基准电压源。双 极NPN型带隙基准电压源的原理是利用双极型晶体管(BJT)的基极发射极电压Vbe负温度 系数和等效热电压Vt正温度系数的相互抵消实现零温漂电压基准。传统的双极NPN型带 隙基准电压源一般由VBE+kVT 二部分组成，Vbe是负温度系数约为-2!1^/1，而Vt是正温度系 数约0. 086mV/°C, Vbe约0. 7V，加上k倍(k > 1)的等效热电压VT, Vt又与同类型比例BJT 管的基极发射极电压的差八\^相关，故输出电压基准也可表达为￥皿+1^1八\^，1^1为比例常 数，输出电压基准的值约1.2V，它是一种稳定可靠的不随温度变化的基准电压。在实际电路 设计中常把带隙基准电压再通过电阻网络分压或倍压得到各种不同的基准电压。附图说明图1所示是双极NPN型晶体管工艺下通常的双极NPN型三管带隙基准电压源，由 一偏置电流源部分5、三个NPN型比例双极型晶体管(BJT)和三个电阻等组成，图中三个 NPN型比例双极型晶体管分别为第一 BJT管Tl、第二 BJT管T2、第三BJT管T3，三个电阻分 别为第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3。偏置电流源部分5向上连接电源Vdd，向下连 接基准电压Vref输出端，即连接NPN型第三BJT管T3的集电极和第一电阻R1、第二电阻 R2的一端，第一电阻Rl的另一端接NPN型第一 BJT管Tl的集电极与基极，第二电阻R2的 另一端接NPN第二 BJT管T2的集电极和NPN第三BJT管T3的基极，NPN第一 BJT管Tl、第 二 BJT管T2基极短接，第一 BJT管Tl的发射极接地，第二 BJT管T2的发射极通过第三电 阻R3后接地，第三BJT管T3的发射极接地。图1中偏置电流源部分5提供带隙基准电压电路的启动和偏置，NPN型第一 BJT 管Tl、第二 BJT管T2和第一电阻R1、第三电阻R3组成小电流恒流源，若忽略基极电流，则 有 I2*R3 = Vbei-Vbe2 = Δ VbeR2*AV所以权利要求1.一种双极NPN型带隙基准电压电路，其特征在于，包括一双极NPN型带隙基准电压 源，一保护控制电路，一两倍BJT基极发射极电压固定偏置电路；所述双极NPN型带隙基准电压源，包括NPN型比例双极型晶体管第一 BJT管、第二 BJT 管、第三BJT管，以及NPN型第四BJT管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，第四BJT 管的集电极连接电源，第四BJT管的发射极连接基准电压输出端，即第一电阻、第二电阻的 一端，第一电阻的另一端连接第一 BJT管的集电极与基极同时连接第二 BJT管的基极，第二 电阻的另一端接第二 BJT管的集电极和第三BJT管的基极，第一 BJT管的发射极接地，第 二 BJT管的发射极通过第三电阻后接地，第三BJT管的发射极接地，其中第二 BJT管的有效 发射区面积是第一 BJT管的k倍，k> 1 ；第四电阻的一端连接第四BJT管的基极并连接第 三BJT管的集电极，第四电阻的另一端通过P型金属氧化物场效应管第六PMOS管连接到电 源；所述两倍BJT基极发射极电压固定偏置电路，包括两个双极型晶体管，所述两个双极 型晶体管都分别将基极发射极短接，形成两个基极发射极PN结，其中一个基极发射极PN结 的负端接地，正端接另一个基极发射极PN结的负端，另一个基极发射极PN结的正端作为两 倍BJT基极发射极电压固定偏置输出端，并通过一栅漏短接的P型金属氧化物场效应管或 一电阻接电源；所述保护控制电路，包括一个P型金属氧化物场效应管第六PMOS管和一个比较器，第 六PMOS管的源极接电源，漏极接双极NPN型带隙基准电压源中的第四电阻的另一端，栅极 接所述比较器的输出端，所述比较器的正输入端接双极NPN型带隙基准电压源基准电压输 出端，负输入端接两倍BJT基极发射极电压固定偏置输出端。2.根据权利要求1所述的双极NPN型带隙基准电压电路，其特征在于，所述两倍BJT基 极发射极电压固定偏置电路中的两个双极型晶体管为NPN型或PNP型。3.一种双极NPN型带隙基准电压电路，其特征在于，包括一双极NPN型带隙基准电压 源，一保护控制电路，一两倍BJT基极发射极电压固定偏置电路；所述双极NPN型带隙基准电压源，包括NPN型比例双极型晶体管第一 BJT管、第二 BJT 管、第三BJT管，以及N型金属氧化物场效应管第四NMOS管、第一电阻、第二电阻、第三电 阻、第四电阻，第四NMOS管的漏极连接电源，第四NMOS管的源极连接基准电压输出端，即第 一电阻、第二电阻的一端，第一电阻的另一端连接第一 BJT管的集电极与基极同时连接第 二 BJT管的基极，第二电阻的另一端接第二 BJT管的集电极和第三BJT管的基极，第一 BJT 管的发射极接地，第二 BJT管的发射极通过第三电阻后接地，第三BJT管的发射极接地，其 中第二 BJT管的有效发射区面积是第一 BJT管的k倍，k> 1 ；第四电阻的一端连接第四 NMOS管的栅极并连接第三BJT管的集电极，第四电阻的另一端通过P型金属氧化物场效应 管第六PMOS管连接到电源；所述两倍BJT基极发射极电压固定偏置电路，包括两个双极型晶体管，所述两个双极 型晶体管都分别将基极发射极短接，形成两个基极发射极PN结，其中一个基极发射极PN结 的负端接地，正端接另一个基极发射极PN结的负端，另一个基极发射极PN结的正端作为两 倍BJT基极发射极电压固定偏置输出端，并通过一栅漏短接的P型金属氧化物场效应管或 一电阻接电源；所述保护控制电路，包括一个P型金属氧化物场效应管第六PMOS管和一个比较器，第六PMOS管的源极接电源，漏极接双极NPN型带隙基准电压源中的第四电阻的另一端，栅极 接所述比较器的输出端，所述比较器的正输入端接双极NPN型带隙基准电压源基准电压输 出端，负输入端接两倍BJT基极发射极电压固定偏置输出端。4.根据权利要求3所述的双极NPN型带隙基准电压电路，其特征在于，所述两倍BJT基 极发射极电压固定偏置电路中的两个双极型晶体管为NPN型或PNP型。全文摘要本专利技术公开了一种双极NPN型带隙基准电压电路，在传统双极NPN型带隙基准电压源电路结构基础上，增加固定偏置电路和保护控制电路，利用标准双极NPN型带隙基准源电压源输出基准电压约为1.2伏总是小于二倍BJT管基极发射极电压约1.4伏的特性，在固定偏置电路中实现二倍BJT管基极发射极电压约为1.4伏，再通过比较器实现二倍BJT管基极发射极电压与带隙基准源输出基准电压的比较控制，既能兼顾带隙基准电压源启动又能起过压保护作用。本专利技术的双极NPN型带隙基准电压电路，当输出的基准电压过高时，能实现电路的自动保护，并且适合在各种双极型晶体管和金属氧化物场效应管兼容的工艺下制造。文档编号G05F3/30GK102033566SQ200910057948公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年9月24日专利技术者崔文兵, 李兆桂 申请人:上海华虹Nec电子有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双极ＮＰＮ型带隙基准电压电路，其特征在于，包括一双极ＮＰＮ型带隙基准电压源，一保护控制电路，一两倍ＢＪＴ基极发射极电压固定偏置电路；所述双极ＮＰＮ型带隙基准电压源，包括ＮＰＮ型比例双极型晶体管第一ＢＪＴ管、第二ＢＪＴ管、第三ＢＪＴ管，以及ＮＰＮ型第四ＢＪＴ管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，第四ＢＪＴ管的集电极连接电源，第四ＢＪＴ管的发射极连接基准电压输出端，即第一电阻、第二电阻的一端，第一电阻的另一端连接第一ＢＪＴ管的集电极与基极同时连接第二ＢＪＴ管的基极，第二电阻的另一端接第二ＢＪＴ管的集电极和第三ＢＪＴ管的基极，第一ＢＪＴ管的发射极接地，第二ＢＪＴ管的发射极通过第三电阻后接地，第三ＢＪＴ管的发射极接地，其中第二ＢＪＴ管的有效发射区面积是第一ＢＪＴ管的ｋ倍，ｋ＞１；第四电阻的一端连接第四ＢＪＴ管的基极并连接第三ＢＪＴ管的集电极，第四电阻的另一端通过Ｐ型金属氧化物场效应管第六ＰＭＯＳ管连接到电源；所述两倍ＢＪＴ基极发射极电压固定偏置电路，包括两个双极型晶体管，所述两个双极型晶体管都分别将基极发射极短接，形成两个基极发射极ＰＮ结，其中一个基极发射极ＰＮ结的负端接地，正端接另一个基极发射极ＰＮ结的负端，另一个基极发射极ＰＮ结的正端作为两倍ＢＪＴ基极发射极电压固定偏置输出端，并通过一栅漏短接的Ｐ型金属氧化物场效应管或一电阻接电源；所述保护控制电路，包括一个Ｐ型金属氧化物场效应管第六ＰＭＯＳ管和一个比较器，第六ＰＭＯＳ管的源极接电源，漏极接双极ＮＰＮ型带隙基准电压源中的第四电阻的另一端，栅极接所述比较器的输出端，所述比较器的正输入端接双极ＮＰＮ型带隙基准电压源基准电压输出端，负输入端接两倍ＢＪＴ基极发射极电压固定偏置输出端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔文兵，李兆桂，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]