[发明专利]带有修调的高阶曲率补偿基准电压源

说明书

技术领域

本发明涉及电路领域，特别是涉及一种带有修调的高阶曲率补偿基准电压源。

背景技术

基准电压源是模拟和混合集成电路设计的关键模块，基准电压源的精度将直接决定整个芯片的性能。某些芯片或系统的性能，通常取决于内部的基准电压源的精度。传统的带隙基准源经过l阶补偿在-40℃～125℃的范围内最小温度系数为10ppm/℃左右，不能满足高精度系统的要求，必须进一步减小带隙电压基准源的温度系数。

例如，在申请号为201110120544.8的中国专利文献中公开了一种可变曲率补偿的带隙电压基准源，其包括启动电路、PTAT电流产生电路及高阶温度补偿电路，该电路在低温时采用传统的一节补偿形式，中温时实现二阶补偿，高温时实现三节补偿。

又例如，在申请号为201110171670.6、201110120544.8、201010557984.5等多份中国专利文献分别提出了能对温度进行补偿的带隙电压基准源。

虽然已有大量高阶温度补偿技术，但是集成基准源总是受到半导体制造工艺非理想因素的影响，其中部分误差是系统性的，例如，温度系数和沟道长度调制效应等，可以通过仿真软件进行有效的模拟和预测；而器件失配、绝对值偏差等非理想因素则是随机性的，存在于芯片与芯片之间；这些误差对基准源总体性能影响越来越严重，因此都需要制造后工艺来进行调整（即修调）。带隙基准产生的高压基准源的精度取决于电阻的精度和温度补偿，然而典型工艺中电阻变化很大，绝对值偏差在10%～30%之间，失配比在0.1%～1%之间，这意味着为了获得高精度基准电压，必须采用电阻修调技术，通过电阻修调网络补偿，电阻的温度系数也可以改善。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种带有修调的高阶曲率补偿基准电压源，以便减小失配误差及系统误差，提高电源抑制比及电压基准源的精度。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种带有修调的高阶曲率补偿基准电压源，其至少包括：

第一电流产生电路，用于基于晶体管及电阻来产生一阶补偿电流；

第一电阻电路，其包括第一可调电阻网络，与所述第一电流产生电路串联以便产生参考电压；

曲率补偿电路，连接所述第一电阻电路，用于产生高阶补偿电流至所述第一电阻电路以实现曲率补偿；

第二电阻电路，其包括第二可调电阻网络，用于对所述参考电压进行分压以输出基准电压。

优选地，所述第一可调电阻网络包括基于熔丝来修调电阻的熔丝电阻网络。

优选地，所述第二可调电阻网络包括基于数字开关来修调电阻的数字电阻网络；更为优选地，数字开关采用译码器及传输门来实现。

优选地，所述曲率补偿电路包括：第二电流产生电路，用于基于所述参考电压来产生与温度的平方成比例的高阶电流；以及补偿电流电路，连接第二电流产生电路与所述第一电阻电路，用于基于所述高阶电流来产生补偿电流至所述第一电阻电路以实现曲率补偿；更为优选地，所述补偿电流电路包括产生低温微调电流的电路与产生高温补偿电流的电路。

优选地，所述第一电流产生电路还包括提高电源抑制比的误差放大器电路。

如上所述，本发明的带有修调的高阶曲率补偿基准电压源，具有以下有益效果：有效降低了电阻失配误差，同时有效减少了实际工艺系统误差对电路设计的影响，并显著提高了带隙电压基准源的精度。

附图说明

图1显示为本发明的带有修调的高阶曲率补偿基准电压源示意图。

图2显示为本发明的带有修调的高阶曲率补偿基准电压源的第一可调电阻网络示意图。

图3显示为本发明的带有修调的高阶曲率补偿基准电压源的曲率补偿电路示意图。

图4显示为本发明的带有修调的高阶曲率补偿基准电压源的温度特性示意图。

图5显示为本发明的带有修调的高阶曲率补偿基准电压源的第二可调电阻网络示意图。

图6显示为本发明的带有修调的高阶曲率补偿基准电压源的具体实施例示意图。

图7显示为本发明的带有修调的高阶曲率补偿基准电压源的二阶曲率补偿电流温度特性仿真结果示意图。

图8显示为本发明的带有修调的高阶曲率补偿基准电压源的曲率补偿仿真结果示意图。

元件标号说明

1                           高阶曲率补偿基准电压源

11                          第一电流产生电路