[发明专利]一种带隙基准电压源电路

说明书

技术领域

本发明涉及带隙基准电压源电路，尤其是一种适用于白光LED驱动芯片和电源管理类芯片的带隙基准电压源电路。

背景技术

适用于白光LED驱动芯片和电源管理类芯片的带隙基准电压源可提供精确、稳定、与温度无关的基准电压，其工作原理是由双极型晶体管提供发射极偏压V_BE，以及由两个晶体管之间的ΔV_BE产生热电压V_T并经电阻网络放大α倍，这两个电压叠加V_REF＝V_BE+αV_T后，通过选择适当的放大倍数α，可将两个电压的温度漂移相互抵消，从而获得在某一温度下温度系数为零的基准电压。

目前，主流的带隙基准电压源电路可分为有运放(即运算放大器)和无运放两种类型，这两种带隙基准电压源电路均可产生1.2V～1.3V的基准电压。

其一，有运放的带隙基准电压源电路。国内外已相继报道了多种有运放带隙基准电压源电路的设计方法，这些电路的输出电压稳定和精确。但由于运放的作用是稳定输出电压而没有直接用于产生输出电压，从而不可避免地增加了这些电路的复杂度和功耗。

其二，无运放的带隙基准电压源电路。传统无运放带隙基准电压源电路的结构如图1所示，MOS管M1-M4组成反馈环路，MOS管M1的源极电压等于三极管Q1的基极-发射级电压V_BE1；电阻R1上的电压，即三极管Q1与三极管Q2的基极电压差ΔV_EB等于Q1和Q2的发射极电压之差，这里ΔV_EB可用V_T×ln(n)表示，其中V_T为热电压，n为Q1和Q2的发射极面积之比。设MOS管M1-M2，MOS管M3-M5的宽长比各自相等，则带隙基准电压为：

VREF=VBE3+R2R1ΔVEB]]>

由式可知，三极管Q3基极-发射级电压V_BE3的负温度系数抵消了ΔV_EB的正温度系数，只要选取适当的电阻和n值，即可得到与温度无关的V_REF。因此，与有运放的带隙基准电压源电路不同，无运放电路的所有电流损耗都直接用于产生V_REF，从而降低了功耗。

然而，无运放电路的最小电源电压min[V_DD]受到V_EB+V_T+2V_Dsat的限制，这里V_Dsat为MOS管的过驱动电压。由于V_T＞0.5V，V_Dsat＞0.1V，V_EB≥0.7V，所以min[V_DD]＞1.4V，且各MOS管的漏极电压不同，故无运放电路的线性调整率较差。

综上所述，目前有运放的带隙基准电压源电路都使用运放来稳定输出电压，由于没有直接用于产生输出电压，从而增加了这些电路的复杂度和功耗；无运放的带隙基准电压源电路则由于最小电源电压受到限制，因而稳定性和线性调整率较差。

发明内容

针对现有带隙基准电压源电路的缺陷与不足，本发明的目的是提出一种带隙基准电压源电路，该电路不需要运算放大器，并同时汲取有运放电路在设计上的优点，用于改善无运放电路的稳定性和线性调整率。因此，可直接嵌入对功耗和面积要求较高的白光LED驱动芯片和电源管理类芯片等采用电池供电的便携式产品中。