[发明专利]带隙基准电路

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的温度系数调整技术领域，特别是涉及一种带隙基准电路。

背景技术

作为对温度的依赖性不大的基准电压产生电路而为人熟知的带隙基准(Bandgap Voltage Reference，简称BGR)电路，由于产生于硅的能带间隙大致相等的基准电压，故被命名为带隙基准电路，在要得到高精度的基准电压的情况下经常被人们使用。

使用形成于半导体器件上现有的双极晶体管构成的带隙基准电路，通常采用基于正负固定温度系数物理补偿叠加的方式实现。具体的如图1所示，带隙基准电路1包括第一温度系数电路10和第二温度系数电路20。其中，所述第一温度系数电路10用于输出第一温度系数电压Vt，所述第二温度系数电路20用于输出第二温度系数电压△Vt。

所述第一温度系数电路10具有1个第一能带间隙元件M0，一般，所述第一能带间隙元件M0可以为漏极和栅极相互连接的晶体管M0。第一PMOS晶体管P1通过第一节点c向所述第一能带间隙元件M0提供电流，使得所述第一能带间隙元件M0具有一负温度系数的第一温度系数电压Vt。

所述第一温度系数电路10一般还包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1和第二电阻R2串联后连接所述第一节点c，从而使得所述第一电阻R1和第二电阻R2之间的第三节点a具有第三节点电压Va。

所述第二温度系数电路20具有n个第二能带间隙元件，分别为第1个第二能带间隙元件M1、第2个第二能带间隙元件M2，至第n个第二能带间隙元件Mn，一般，所述第二能带间隙元件亦可以为漏极和栅极相互连接的晶体管。所述n个第二能带间隙元件通过第二节点d并联连接。

所述第二温度系数电路20一般还包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3和第四电阻R4串联后连接所述第二节点d，从而使得所述第三电阻R3和第四电阻R4之间的第四节点b具有第四节点电压Vb。所述第三节点电压Va和第四节点电压Vb分别输入一差分放大器OP的两个输入端，以使得第三节点a和第四节点b的电压相等。

第二PMOS晶体管P2串联一第五电阻R5之后，通过第二节点d向所述n个第二能带间隙元件提供电流，使得所述第五电阻R5具有一正温度系数的第二温度系数电压△Vt。

所述第一PMOS晶体管P1和第二PMOS晶体管P2以及第三PMOS晶体管P3的栅极串联，所述差分放大器OP亦连接所述第三PMOS晶体管P3，所述第三PMOS晶体管P3的发射极连接基准电压输出端30，从而将所述第一温度系数电压Vt与第二温度系数电压的叠加△Vt，输出一个与温度系数无关的基准电压V_REF。

然而，由于半导体工艺的原因，使得所述第一能带间隙元件M0、第1个第二能带间隙元件M1、第2个第二能带间隙元件M2至第n个第二能带间隙元件Mn相互之间存在不匹配，从而影响所述基准电压V_REF的精确性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种带隙基准电路，能够降低或避免由能带间隙元件之间的不匹配而造成的所述基准电压的偏差。

为解决上述技术问题，本发明提供一种带隙基准电路，包括用于输出第一温度系数电压的第一温度系数电路、用于输出第二温度系数电压的第二温度系数电路、用于输出基准电压的基准电压输出端，其中，所述基准电压为所述第一温度系数电压与第二温度系数电压的叠加；

所述带隙基准电路还包括一第一能带间隙元件和n个第二能带间隙元件，所述第一能带间隙元件通过一第一开关单元接入所述第一温度系数电路，所述n个第二能带间隙元件分别通过n个第二开关单元接入所述第二温度系数电路；

所述第一开关单元还控制所述第一能带间隙元件选择性接入所述第二温度系数电路，所述n个第二开关单元还控制所述n个第二能带间隙元件选择性接入所述第一温度系数电路，在一时间周期内，所述第一开关单元与n个第二开关单元改变导通状态，使所述第一能带间隙元件分别与所述n个第二能带间隙元件交换连接关系，其中，n≥1。

进一步的，所述第一温度系数电路还包括第一节点，所述第二温度系数电路还包括第二节点，

所述第一开关单元的第一选择端连接所述第一节点，所述第一开关单元的第二选择端连接所述第二节点，所述第一开关单元接收一控制信号，所述控制信号控制所述第一开关单元的第一选择端导通或第二选择端导通；