[发明专利]一种带隙基准电压电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术，特别涉及一种基于斩波电路和开关滤波电路的带隙基准电压电路。

背景技术

现有带隙基准电压电路通常是由斩波(Chopper)电路、控制电路和RC滤波电路构成。如图1所示，斩波电路12接收恒流源提供的电压信号，并对该电压信号进行斩波处理，然后通过其输入端输出至电阻电容(RC)滤波电路14。

实际应用中，斩波电路12中通常会包括一正比于绝对温度(PTAT)电路、一开关电路、一运算放大器(图中未示出)。其中，开关电路接收PTAT电路输出的电压信号，且开关电路和运放电路在控制电路(图中未示出)输出的时钟信号控制下，协同对PTAT电路输出的电压信号进行斩波处理，并由运放电路输出至RC滤波电路14。

这样，RC滤波电路14则对斩波电路12输出的电压信号进行滤波处理，以消除该电压信号的纹波，消除了纹波(Ripple)的电压信号即可作为基准电压(Vref)。

然而，在实际应用中，上述带隙基准电压电路确存在以下问题：

斩波电路12中的开关频率(即如前所述的时钟信号频率)通常需要较低，因此，为了与开关频率相匹配以有效消除电压信号的纹波，RC滤波电路14需要具有较低的开环带宽频率和时间系数，从而该RC滤波电路中需要较大的R或C。但将较大的R或C集成于芯片中较为困难。

虽然现有技术中，通过各种手段来提高斩波电路12所输出的电压信号的精度，例如消除斩波电路12的运算放大器中的偏移电压和1/f噪声，但仍需由RC滤波电路14对输出斩波电路12输出的电压信号进行滤波，因此仍存在由于R或C较大而难以实现集成的问题。

比如美国专利US20070152740公开了一种用于提高精确度减少面积开销的低功耗带隙基准电压电路，该专利申请虽然可以在低电压供电时提高斩波处理后的电压信号精度，但是对于斩波处理后的输出电压信号仍然采用RC滤波电路进行滤波，因而仍存在RC滤波电路不易集成在芯片中的问题。

而美国专利US006788131公开了一种产生高精确基准电压的电路，该专利利用包含了模拟/数字(A/D)转换器、D/A转换器以及加法器、除法器和一些控制器等数字电路替代了RC滤波电路，然而替代RC滤波电路的其他电路结构复杂、成本高、且对电路要求较高。

可见，现有的各种带隙基准电压电路在低成本实现滤波的前提下，难以保证电路的集成。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种带隙基准电压电路，易于集成且能够基于低成本滤除基准电压的纹波。

本发明提供的一种带隙基准电压电路，该电路中包括斩波电路、控制电路和滤波电路，所述滤波电路由第一开关、第一电容和第二电容构成，用于对所述斩波电路输出端电压进行滤波处理，根据其滤波输出电压信号获取基准输出电压；

所述第一电容的一端连接自所述第一开关的输入端、且另一端接地；

所述第二电容的一端连接自所述第一开关的输出端、且另一端接地；

所述斩波电路的输出端接至所述第一开关的输入端；

所述第一开关的输出端接至一恒流源、并控制该恒流源产生所述带隙基准电压电路的基准输出电压；

所述控制电路产生的第一时钟信号控制所述第一开关周期性地导通或断开；

所述第一时钟信号的频率足够大，以使得所述第一开关的导通时间远远小于第一充放电时间常数；

其中，所述第一充放电时间常数近似为所述第一开关的导通电阻与所述第二电容的乘积。

该电路进一步包括：第二开关和第三电容，其中，

所述第三电容的一端连接自所述第二开关的输出端、且另一端接地；

所述第二开关的输入端连接自所述带隙基准电压电路的基准电压输出端；

所述控制电路产生的第三时钟信号控制所述第二开关周期性地导通或断开。

所述第二开关的导通时间远远小于第二充放电时间常数；

其中，所述第二充放电时间常数近似为所述第二开关的导通电阻与所述第三电容的乘积。

所述第三时钟信号的频率与所述第一时钟信号的频率相同。

所述斩波电路包括：连接自所述恒流源的正比于绝对温度PTAT电路、开关电路、运算放大器AMP，其中，

所述PTAT电路产生两路电压信号输出至所述开关电路的两个输入端；

所述开关电路包括两个输入端和两个输出端，所述两个输入端接收所述PTAT电路产生的两路输入电压信号，两个输出端接至所述AMP的两个输入端；