[发明专利]一种非带隙电压基准源

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，特别涉及一种电压基准源(Voltage Reference)的设计。

背景技术

电压基准源广泛应用于振荡器、锁相环(PLL，Phase-Locked Loop)和数据转换器等各种模拟和数模混合集成电路中，其基准电压的温度系数(TC，Temperature Coefficient)和电源抑制比(PSRR，Power Supply Rejection Ratio)很大程度上决定了系统性能的优劣。

基于V_BE和热电压V_T如附图1所示，由于误差放大器的钳位作用，使得V_X与V_Y两点的电压基本相等，即V_X＝V_Y＝V_BE2，同时，两边电路中的电流也相等，则有：

IX=IY=VBE2-VBE1R1=VTlnNR1]]>

由于则电流为正比于绝对温度(PTAT，Proporational To Absolute Temperature)电流，此电流经过电流镜的镜像以后，便成为整个芯片的偏置电流。

根据电流的表达式，可以得出带隙电压的表达式为：

由于V_T为正温度系数，同时V_BE2为负温度系数，合理的调节系数的大小，便可以在一定温度下实现基准随温度的变化为零，从而为整个芯片提供了一个随温度变化很小的基准参考电压。

然而由于V_BE的非线性，只进行一阶补偿，基准电压的温度系数较大，为了获得更好的温度特性，需对V_BE进行高阶补偿，但这会使基准源的电路更复杂，功耗更大。此外，为了使带隙基准与标准CMOS工艺兼容，从而选择衬底PNP来产生V_T，其中，NMOS管的阈值电压为Vtn，PMOS管的阈值电压为Vtp。如果选择工作在亚阈区的MOS管得到V_T，虽然能够实现低功耗，但MOS管的亚阈区特性受工艺偏差影响较大。在文献“Ka Nang Leung，Philio K.T.Mok A CMOS Voltage Reference Based on WeightedΔV_GS for CMOS Low-Dropout Linear Regulators..IEEE J Solid-State Circuits，2003，38(1)：146-150”也提出了基于ΔV_GS的电压基准，但温度系数较大。同时还有人提出了基于阈值电压的基准电压，但电路结构复杂，工作电压高，功耗大，并且输出电压为2.67V，不便于低压系统应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的基准电压源存在的问题，提出了一种非带隙电压基准源。

本发明的技术方案是：一种非带隙电压基准源，包括第一启动电路、第二启动电路、Vtn提取电路、Vtp提取电路和电流模基准电路，其中，所述的第一启动电路用于使Vtp提取电路正常工作，所述的第二启动电路用于使Vtn提取电路正常工作，所述Vtn提取电路用于提取正比于Vtn的电流，所述Vtp提取电路用于提取正比于Vtp的电流，所述电流模基准电路用于镜像正比于Vtn和Vtp的电流，产生基准电压。