[发明专利]一种低失调低噪声斩波稳定的带隙基准源电路

说明书

【技术领域】

本发明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。

【背景技术】

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Q1的发射级面积是晶体管Q2的n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Q1和Q2的电流相等。由于晶体管Q1的发射级面积是Q2的n倍，所以在电阻R1上会产生ΔVbe的电压。由于正向导通的PN结电压有负的温度系数，而ΔVbe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：

Vout=vbe2+R3R1(VT*lnn+Vos)]]>

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)，n是PNP晶体管Q1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。

【发明内容】

本发明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。

本发明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。

本发明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。本发明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；

图2是本发明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为本发明中调制器的电路结构框图；

图4为本发明中解调器的电路结构框图；

图5为本发明中缓冲器电路结构示意图。

图中各序号分别表示为：