带隙基准电压源制造技术

本发明专利技术公开了一种带隙基准电压源，主要解决现有基准电压源稳定性差的问题。其包括负反馈模块、带隙基准模块、曲率补偿网络和电阻分压网络；负反馈模块(1)用于调节输出基准电压VO的扰动，带隙基准模块(2)用于产生基准电压VO1，曲率补偿网络(3)用于对带隙基准模块(2)产生的基准电压VO1进行曲率补偿，电阻分压网络(4)用于为曲率补偿网络(3)提供偏置电压；该基准电压VO1通过曲率补偿网络(3)的曲率补偿，改善其随温度变化的曲率，得到补偿后基准电压VO；补偿后基准电压VO的扰动通过负反馈模块(1)进行调节，保持输出基准电压的稳定。本发明专利技术有效地改善了基准电压VO随温度变化的曲率，可用于DC-DC转换器。

【技术实现步骤摘要】
带隙基准电压源
本专利技术属于电子电路
，涉及模拟集成电路，特别是带隙基准电压源，可用于DC-DC转换器。
技术介绍
基准电路在模拟集成电路中是一个非常重要的模块。该模块为电路中的其他模块提供了精准的电压。其精度和稳定性很大程度上影响了电路的其他性能。随着电路技术的发展，系统的日益复杂，其对在模数，模数转换电路模块的要求也越来越高，这就需要提高基准模块的精度和稳定度。由于电路在使用的过程中，电路元件会发热，从而改变基准电路所处的环境温度，所以基准模块的温度特性对于一个电路来说相当重要。基准电路可以分为带隙基准电压源和带隙基准电流源，分别为电路提供基准电压和基准电流。图1给出了传统的带隙基准源电路原理图，其原理是利用三极管基极和发射极之间的电压和两个三极管的基极发射极压差的温度系数，通过设计电路使二者的温度系数刚好抵消，可得到对电源电压，工艺参数和温度系数不敏感的基准电压。但是由于传统的带隙基准只是一阶补偿，温度曲线是一条曲线。随着温度的上升，电压是呈现下降趋势的。而且由于工艺、温度、失调电压等原因，会使基准电压发生偏移，进一步加大了基准的温度系数，这就会造成基准电压的波动，从而使得电路内部的参考电压发生变化，影响电路的正常工作。因此传统基准的温度系数难以满足其他模块对于电压基准精度的高要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种带隙基准电压源，以降低温漂，提高带隙基准电压源稳定性。为实现上述目的，本专利技术包括负反馈模块、带隙基准模块和电阻分压网络，其特征在于:带隙基准模块与电阻分压网络之间连接有曲率补偿网络，用于补偿输出电压在高温时的曲率，该曲率补偿网络，设有四个输入端和一个输出端；该电阻分压网络设有一个输入端和两个输出端；所述曲率补偿网络，其第一输入端F与带隙基准模块的第一输出端K连接，获取带隙基准模块提供的基准电压VOl ;其第二输入端L与电阻分压网络的第二输出端J连接，形成第一电压负反馈；其第三输入端M与电阻分压网络的第二输出端I连接，形成第二电压负反馈；其输出端G输出补偿后基准电压VO ;其第四输入端N与带隙基准模块的第二输出端E连接，获取带隙基准模块提供的控制电压VC2。上述带隙基准电压源，其特征在于负反馈模块，包括2个NPN三极管，I个PNP三极管和3个电阻，即第一 NPN三极管Q1，第二 NPN三极管Q2 ;第一 PNP三极管QPl ;第一限流电阻R1，第二限流电阻R2，第三限流电阻R3 ；所述第一 NPN三极管Ql，其基极连接偏置电压VBIAS，其集电极连接第一 PNP三极管QPl的集电极，其发射极连接第二限流电阻R2的一端；第二限流电阻R2的另一端接地；所述第二 NPN型三极管Q2，其基极接第一 PNP三极管QPl和第一 NPN三极管Ql的集电极，其发射极连第三限流电阻R3的一端，其集电极连带隙基准模块输出的控制电压VC2 ;第三限流电阻R3的另一端连接地；所述第一 PNP三极管QP1，其基极接带隙基准模块的输入端，同时连接带隙基准模块输出的控制电压VC1，其发射极连接第一限流电阻Rl的一端；第一限流电阻Rl的另一端连接第一 NPN三极管Ql的发射极。上述带隙基准电压源，其特征在于带隙基准模块，包括2个PNP型三极管、2个NPN型三极管、5个限流电阻，即第二 PNP三极管QP2，第三PNP三极管QP3 ;第三NPN三极管Q3，第四NPN三极管Q4 ;第四限流电阻R4，第五限流电阻R5，第六限流电阻R6，第七限流电阻R7，第八限流电阻R8 ；所述第二 PNP三极管QP2，其基极连接第三PNP三极管QP3的基极，其集电极连接负反馈模块的输出控制电压VC1，其发射极连接第四限流电阻R4的一端，第四限流电阻R4的另一端连接带隙基准模块输出的控制电压VC2 ；所述第三PNP三极管QP3，其基极连接自身的集电极，其发射极连接第六限流电阻R6的一端；第六限流电阻R6的另一端连接带隙基准模块输出的控制电压VC2 ；所述第三NPN三极管Q3，其基极连接第四NPN三极管Q4基极，同时输出基准电压VOl ;其集电极连接带隙基准模块输出的控制电压VCl，其发射极连接第七限流电阻R7和第八限流电阻R8的公共端；第七限流电阻R7的另一端接第四NPN三极管Q4的发射极；第八限流电阻R8的另一端接地；所述第四NPN三极管Q4，其基极连接带隙模块输出的基准电压VOl，其集电极连接第三PNP三极管QP3的集电极，其发射极连接第七限流电阻R7的一端；第七限流电阻R7的另一端连接第八限流电阻R8的一端；所述第五限流电阻R5，其一端连接带隙模块输出的控制电压VC2，其另一端连接外部电源VIN。上述的带隙基准电压源，其特征在于曲率补偿网络，包括3个NPN型三极管和4个电阻，即第五NPN三极管Q5，第六NPN三极管Q6，第七NPN三极管Q7 ;第十二限流电阻R12，第十三限流电阻R13，第十四限流电阻R14和补偿电阻R15 ；第五NPN三极管Q5，其基极连接带隙基准模块输出的控制电压VC2，其集电极连接外部电源VIN，其发射极连接补偿电阻R15的一端，同时连接电阻分压网络的输入端；第六NPN三极管Q6，其基极接电阻分压网络输出的第二偏置电压V2，其集电极接带隙基准输出V01，同时连接第五NPN三极管Q5的集电极，其发射极接第十二限流电阻R12的一端，该限流电阻R12的另一端接第十三限流电阻R13和第十四限流电阻R14的公共端；第十四限流电阻R14的另一端连接地；第七NPN三极管Q7，其基极连接电阻分压网络输出的第一偏置电压VI，其集电极连接带隙基准模块输出的基准电压V01，同时连接到补偿电阻R15的另一端；其发射极接第十三限流电阻R13的一端；第十三流电阻R13的另一端连接第五NPN三极管Q5的发射极。上述带隙基准电压源，其特征在于电阻分压网络模块，该电路包括3个限流电阻，即第九限流电阻R9，第十限流电阻R10，第十一限流电阻Rll ;这三个限流电阻串联连接形成电阻分压网络，为曲率补偿网络提供偏置电压。本专利技术与现有技术相比由于添加了一个曲率补偿网络，通过该网络为输出电压叠加一组具有正温度系数的电压，改变其随温度的变化率，从而使得输出电压的温漂减小，提高了基准电压的稳定性。【附图说明】图1为传统的带隙基准电路；图2为本专利技术的结构框图；图3为本专利技术电路原理图；图4为本专利技术的输出波形图。【具体实施方式】以下结合附图及其实施例对本专利技术作进一步描述。参照图2，本专利技术的带隙基准电压源包括:负反馈模块1、带隙基准模块2、曲率补偿网络3、电阻分压网络4 ；所述负反馈模块1，用于通过反馈稳定输出的基准电压；该模块设有两个输入端A、C和一个输出B ;其中第一输入端A接一个外部偏置电压VBIAS，第二输入端C接带隙基准模块输出的控制电压VC2 ;输出端B接到带隙基准模块的输入端D ；所述带隙基准模块2，用于产生补偿前的基准电压；该模块设有一个输入端D，两个输出端E，K ;其中输入端D接负反馈模块的输出VCl，第一输出端K接曲率补偿网络的第一输入端F,第二输出端E接负反馈模块的输入端C ；所述曲率补偿网络3，用于补偿基准电压随温度变化的曲率；该模块设有四个输入端F，L，M，N和一个输出端G ;其中第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带隙基准电压源，包括：负反馈模块（1）带隙基准模块（2）和电阻分压网络（4），其特征在于：带隙基准模块（2）与电阻分压网络（4）之间连接有曲率补偿网络（3），用于补偿输出电压在高温时的曲率，该曲率补偿网络（3），设有四个输入端和一个输出端；该电阻分压网络（4）设有一个输入端和两个输出端；所述曲率补偿网络（3），其第一输入端Ｆ与带隙基准模块（2）的第一输出端K连接，获取带隙基准模块（2）提供的基准电压VO1；其第二输入端L与电阻分压网络（4）的第一输出端J连接，形成第一电压负反馈；其第三输入端M与电阻分压网络（4）的第二输出端I连接，形成第二电压负反馈；其输出端G输出补偿后基准电压VO；其第四输入端N与带隙基准模块（2）的第二输出端E连接，获取带隙基准模块（2）提供的控制电压VC2。

【技术特征摘要】
1.一种带隙基准电压源，包括:负反馈模块(I)带隙基准模块(2)和电阻分压网络(4)，其特征在于:带隙基准模块(2)与电阻分压网络(4)之间连接有曲率补偿网络(3)，用于补偿输出电压在高温时的曲率，该曲率补偿网络(3)，设有四个输入端和一个输出端；该电阻分压网络(4)设有一个输入端和两个输出端； 所述曲率补偿网络(3)，其第一输入端F与带隙基准模块(2)的第一输出端K连接，获取带隙基准模块(2)提供的基准电压VOl ;其第二输入端L与电阻分压网络(4)的第一输出端J连接，形成第一电压负反馈；其第三输入端M与电阻分压网络(4)的第二输出端I连接，形成第二电压负反馈；其输出端G输出补偿后基准电压VO ;其第四输入端N与带隙基准模块(2 )的第二输出端E连接，获取带隙基准模块(2 )提供的控制电压VC2。2.根据权利要求1所述的带隙基准电压源，其特征在于负反馈模块(1)，包括2个NPN三极管，I个PNP三极管和3个电阻，即第一 NPN三极管Ql，第二 NPN三极管Q2 ;第一 PNP三极管QPl ;第一限流电阻R1，第二限流电阻R2，第三限流电阻R3 ； 所述第一 NPN三极管Ql，其基极连接偏置电压VBIAS，其集电极连接第一 PNP三极管QPl的集电极，其发射极连接第二限流电阻R2的一端；第二限流电阻R2的另一端接地； 所述第二 NPN型三极管Q2，其基极接第一 PNP三极管QPl和第一 NPN三极管Ql的集电极，其发射极连第三限流电阻R3的一端，其集电极连带隙基准模块(2)输出的控制电压VC2 ;第三限流电阻R3的另一端连接地； 所述第一 PNP三极管QP1，其基极接带隙基准模块(2)的输入端，同时连接带隙基准模块(2)输出的控制电压VC1，其发射极连接第一限流电阻Rl的一端；第一限流电阻Rl的另一端连接第一 NPN三极管Ql的发射极。3.根据权利要求1所述的带隙基准电压源，其特征在于带隙基准模块(2)，包括2个PNP型三极管、2个NPN型三极管、5个限流电阻，即第二 PNP三极管QP2，第三PNP三极管QP3 ;第三NPN三极管Q3，第四NPN三极管Q4;第四限流电阻R4，第五限流电阻R5，第六限流电阻R6，第七限流电阻R7，第八限流电阻R8 ； 所述第二 PNP三极管QP2，其基极连接第三PNP三极管QP3的基极，其集电极连接负反馈模块(I)的输出控制电压VC1，其发射极连接第四限流电阻R4的一端，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：来新泉，李佳佳，张德才，邵丽丽，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：