[发明专利]一种带隙基准电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术，具体的说是涉及一种带隙基准电路。

背景技术

基准电压源作为基本的电路单元，广泛应用于电源调节器、数模和模数转换器、数据采集系统，以及各种测量设备中。随着集成电路技术的发展，对芯片的性能要求越来越高，许多芯片需要精密而又稳定的基准电压源。

传统的电压基准源如图1所示，该电路产生基准电压的原理如下：利用电流镜M1、M2和电流镜M3、M4来使三极管Qa、Qb的集电极电压相等，即A、B两点的电压相等，Qa、Qb和Ra组成了环路，Ra上面的压降为三极管Qa、Qb的基极与发射极电压的差值，I_Ra=△V_be/Ra，V_be是一个正温度系数的电压，故I_Ra为正温度系数的电流，通过电流镜镜像到M5的漏极输出，有I_M5=I_M2=I_Ra，I_M5在电阻Rb上面产生压降V_Rb，V_Rb=△V_be*Rb/Ra这样V_Rb也是一个正温度系数的电压，输出V_ref为V_bec与V_Rb之和，V_bec为负温度系数的电压，通过调整电阻Ra、Rb的大小和三极管Qa、Qb发射极面积的比例，可以近似得到不随温度变化而变化的基准电压V_ref。

由于传统的带隙基准电压源中的三极管的基极发射极电压温度特性为非线性，所以图1中的一阶线性补偿基准源并不能达到很好的效果，输出电压基准源的温度系数较大。图2是该电路的输出波形示意图，可以看到V_ref的波形是一段曲线，在较高和较低的温度下偏差很大。

现有技术中，以一阶线性补偿基准电路为基础，通过额外增加二阶补偿电路、指数补偿电路等一些高阶补偿电路，可以提高基准电压的精度，但是增加补偿电路将会增加设计难度和电路复杂性，不利于系统稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对传统电压基准电路的上述问题，提出一种带隙基准电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种带隙基准电路，其特征在于，包括第一电流基准单元、第二电流基准单元、最大电流选择电路和基准电压输出单元，所述第一电流基准单元的输出端与所述最大电流选择电路第一输入端连接，所述第二电流基准单元的输出端与所述最大电流选择电路第二输入端连接，所述最大电流选择电路的输出端与基准电压输出单元连接，所述基准电压输出单元的输出端为带隙基准电路的输出端；其中，

所述第一电流基准单元、第二电流基准单元用于分别产生一个独立的正温度系数的基准电流输出，且第一电路基准单元和第二电路基准单元的温度系数不同，第一电流基准单元产生的基准电流在低温时候具有较好的温度特性且电流值大于第二电流基准单元在低温时候产生的基准电流，第二电流基准单元产生的基准电流在高温时候具有较好的温度特性且电流值大于第一电流基准单元在高温时候产生的基准电流；

所述最大电流选择电路用于选择第一电流基准单元和第二电流基准单元产生的电流中大的一路电流输出到基准电压输出单元；

基准电压输出单元将最大电流选择电路输入的电流转换为基准电压输出。

具体的，所述第一电流基准单元包括第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第三PMOS管P3、第四PMOS管P4、第五PMOS管P5、第六PMOS管P6、第七PMOS管P7、第八PMOS管P8、第九PMOS管P9、第一NMOS管N1、第二NMOS管N2、第三NMOS管N3、第四NMOS管N4、第五NMOS管N5、第六NMOS管N6、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1，

所述最大电流选择电路包括第七NMOS管N7、第八NMOS管N8、第九NMOS管N9、第十NMOS管N10、第十一NMOS管N11、第十二NMOS管N12、第十三NMOS管N13、第十四NMOS管N14、第十五NMOS管N15和第十六NMOS管N16，