[发明专利]带隙基准电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种带隙基准电路。

背景技术

带隙基准电路具有低温度系数、低电源电压以及可与标准CMOS工艺兼容等优点，被广泛应用于数/模转换、模/数转换、存储器以及开关电源等数模混合电路系统中。带隙基准电路输出电压的稳定性以及抗噪声能力是影响各种应用系统精度的关键因素，随着应用系统精度的提高，对带隙基准电路的温度、电压和工艺的稳定性要求也越来越高。

带隙基准电路的工作原理是根据硅材料的带隙电压与温度无关的特性，利用双极型晶体管的基极-发射极电压的负温度系数与不同电流密度下两个双极型晶体管基极-发射极电压的差值的正温度系数相互补偿，使输出的电压达到很低的温度漂移。

图1是现有的一种带隙基准电路的电路图。参考图1，所述带隙基准电路包括带隙核心单元11、启动单元12以及输出单元13。所述带隙核心单元11包括：第一PMOS管P11、第二PMOS管P12、运算放大器OPA、第一电阻R11、第二电阻R12、第三电阻R13、第一PNP管Q11以及第二PNP管Q12。所述启动单元12包括：第三PMOS管P13、第四电阻R14、第一NMOS管N11以及电流镜单元14，所述电流镜单元14包括第二NMOS管N12和第三NMOS管N13。所述输出单元13包括：第四PMOS管P14和第五电阻R15。

第一电源线Vdd和第二电源线Vss为所述带隙基准电路提供电源电压，所述第一电源线Vdd提供的电源电压高于所述第二电源线Vss提供的电源电压，通常，所述第二电源线Vss提供的电源电压为地电压。所述带隙基准电路中各器件的连接关系参考图1所示，在此不再赘述。

所述启动单元12适于在偏置电压PD的控制下，向所述带隙核心单元11和所述输出单元13提供启动电压，以保证所述带隙基准电路能够在电路系统启动（上电）时进入正常工作状态；所述带隙核心单元11适于产生具有正温度系数的电流和具有负温度系数的电流，并对所述具有正温度系数的电流和具有负温度系数的电流进行叠加以产生基准电流；所述输出单元13适于将所述带隙核心单元11产生的基准电流转换为基准电压Vref输出。

图2是图1所示的带隙基准电路输出的基准电压Vref的波形示意图，在所述带隙基准电路启动时，所述基准电压Vref出现电压过冲现象，且过冲电压非常大，影响电路系统的稳定性。

发明内容

本发明解决的是带隙基准电路在启动时输出的基准电压出现较大过冲的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种带隙基准电路，包括带隙核心单元、启动单元和输出单元，还包括钳位单元；

所述启动单元包括第一PMOS管、第一电阻、限流二极管、第一NMOS管以及电流镜单元，其中，所述第一PMOS管的栅极适于输入偏置电压，所述第一PMOS管的源极适于连接第一电源线，所述第一PMOS管的漏极连接所述第一电阻的一端；所述第一电阻的另一端连接所述限流二极管的阳极；所述限流二极管的阴极连接所述第一NMOS管的栅极和所述电流镜单元的镜像电流输出端；所述第一NMOS管的漏极适于向所述带隙核心单元和所述输出单元提供启动电压，所述第一NMOS管的源极适于连接第二电源线，所述第二电源线提供的电源电压低于所述第一电源线提供的电源电压；所述电流镜单元的参考电流输入端适于接收所述带隙核心单元提供的参考电流；

所述钳位单元适于对所述第一NMOS管的栅极进行钳位。

可选的，所述钳位单元的钳位电压与所述第一NMOS管的阈值电压相关。

可选的，所述钳位单元包括N个依次串联的二极管，第一个二极管的阳极连接所述第一NMOS管的栅极，第N个二极管的阴极适于连接第二电源线，N≥1。

可选的，所述钳位单元包括第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述第一NMOS管的栅极，所述第二电阻的另一端适于连接所述第二电源线。

可选的，所述电流镜单元包括第二NMOS管和第三NMOS管；

所述第二NMOS管的漏极连接所述第二NMOS管的栅极和所述第三NMOS管的栅极并作为所述电流镜单元的参考电流输入端，所述第二NMOS管的源极适于连接所述第二电源线；

所述第三NMOS管的漏极作为所述电流镜单元的镜像电流输出端，所述第三NMOS管的源极适于连接所述第二电源线。

可选的，所述带隙核心单元包括第二PMOS管、第三PMOS管、运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一PNP管以及第二PNP管；