[发明专利]一种低电压带隙基准源产生电路

说明书

技术领域

本发明涉及模拟集成电路设计领域，具体涉及一种给模拟电路提供低电压、低温度系数的基准电压源及相应启动电路。

 

背景技术

带隙基准源电路的基本思想是把具有正温度系数与负温度系数特性的组件产生的电流或者电压按照一定的比例进行叠加，将产生的与温度无关的输出作为参考电压或者电流。

带隙基准源电路广泛地应用在A/D（Analog/Digital，模拟/数字）和D/A（Digital/Analog，数字/模拟）数据转换系统中，和其他基准相比，它具有以下优点：可以与标准的CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）工艺兼容；温度系数和电源抑制比能够满足一般系统的要求，可工作在低电压下。传统的带隙基准源电路产生一个约为1.25V的稳定电压。

在数据转换器等高精度系统中，带隙基准源电路的温度系数、PSRR（Power Supply Rejection Ratio，电源抑制比）性能直接影响系统整体性能。随着技术的不断发展，对这些系统的要求越来越高，从而对带隙基准源也提出了更高的要求。同时随着工艺尺寸的缩小，电源电压不断降低（电源电压小于1.25V），传统的带隙基准源已无法工作。

另外，经典的带隙基准源产生电路只对温度的一阶项进行补偿，其温度系数偏高，无法满足高精度系统的要求，而对温度的高阶项进行补偿的基准源产生电路，其结构复杂，功耗和面积均较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、功耗小的低电源电压下工作的带隙基准源产生电路。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种低电压带隙基准源产生电路，包括启动电路和与其电连接的带隙基准源产生电路，所述带隙基准源产生电路包括运算放大器、偏置电流产生电路和分压电路，所述运算放大器的输出端与偏置电流产生电路电连接，所述运算放大器的正相输入端和负相输入端与分压电路电连接，所述偏置电流产生电路与分压电路电连接，其中：

所述分压电路包括电阻R1A、电阻R1B、电阻R2A、电阻R2B、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管Q1和三极管Q2；

所述电阻R1A的一端、运算放大器负相输入端和偏置电流产生电路电连接于节点A；

所述电阻R1B的一端、运算放大器正相输入端和偏置电流产生电路电连接于节点B；

所述电阻R4的一端和偏置电流产生电路电连接于节点E，所述节点E引出带隙基准源产生电路的输出端；

所述电阻R1A的另一端、电阻R2A的一端和三极管Q1的发射极电连接于节点C；

所述电阻R1B的另一端、电阻R2B的一端、电阻R3的一端和电阻R5的一端电连接于节点D；

所述电阻R3的另一端、电阻R5的另一端和三极管Q2的发射极电连接；

所述电阻R4的另一端、电阻R2A的另一端、电阻R2B的另一端、三极管Q1的基极、三极管Q1的集电极、三极管Q2的基极和三极管Q2的集电极均接地。

本发明的有益效果是：通过电阻R1A、电阻R1B、电阻R2A、电阻R2B、电阻R3、电阻R4和电阻R5进行分压，将部分电压加在三极管Q1和三极管Q2的发射极上，这样从本发明的低电压带隙基准源产生电路中所体现出的带隙电压便是材料带隙电压（由制造本发明低电压带隙基准源产生电路所采用材料的禁带宽度决定的电压）的一部分，从而产生低电压带隙基准源。与对温度的高阶项进行补偿的基准源产生电路相比，本发明的低电压带隙基准源产生电路结构简单、功耗小，并节省了占用面积。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述电阻R1A和电阻R1B的电阻值相等，所述电阻R2A和电阻R2B的电阻值相等。

进一步，所述电阻R1A、电阻R1B、电阻R2A、电阻R2B、电阻R3和电阻R4具有正温度系数，所述电阻R5具有负温度系数。

进一步，所述运算放大器为单端输出运算放大器。

进一步，所述偏置电流产生电路包括晶体管M1A、晶体管M1B和晶体管M1C；所述晶体管M1A的栅极、晶体管M1B的栅极和晶体管M1C的栅极均与所述运算放大器的输出端电连接；所述晶体管M1A的漏极与节点A电连接；所述晶体管M1B的漏极与节点B电连接；所述晶体管M1C的漏极与节点E电连接；所述晶体管M1A的源极、晶体管M1B的的源极和晶体管M1C的源极均与电源VDD电连接。