[发明专利]一种参考电压的温度补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及应用于集成电路的参考电压的温度补偿电路。

背景技术

集成电路片上的电压基准一般由带隙基准产生，通常输出参考电压约为1.2V；为了提高参考电压的稳定性，例如随温度变化的稳定性，通常都会对带隙基准做一次温度补偿，也就是通过适当比例的负温度系数的三极管基极和发射极电压差VBE和正温度系数的ΔVBE(两个三极管VBE电压之差)相加来进行温度补偿。参见图1，所示为一种常见的在先技术，用于对带隙基准Bandgap1的参考电压VBG1进行电压调整输出，其中100为电压调整器，输出电压VREF1。电压调整器100包括了接成负反馈形式的运算放大器OPA1，正输入端接Bandgap1的输出，负输入端接串联的反馈电阻R1a和R1b的联结点；做了一次温度补偿的带隙基准输出参考电压在-40-85摄氏度的常用温度范围内，一般变化2-8mV，具体视工艺水平而定。但是在某些高性能的应用中，例如用于绝对测量的ADC电路中，当ADC有效位达到12bits以上时，参考电压在全温度范围内变化需要小于1mV才能保证全温度范围测量的准确度；显然，当ADC的有效位继续提升时，对参考电压随温度的变化(温漂)就提出了更高的要求。

为了继续减小参考电压的温漂，必须进行高阶补偿。通常在一次补偿之后，参考电压的残余温漂是由于VBE的二次项带来的，因此业界提出了多种二次温度补偿方法和电路。通常是使用器件本身的二次项，或者采用线性项来分段补偿等。但通常带隙基准电压输出之后还需要接一个电压调整器，一方面是为了增加参考电压输出的驱动能力，另一方面是调整参考电压的大小。例如一个输出1.25V的带隙基准电压，经过一个两倍放大的电压调整器之后，输出一个2.5V的参考电压；设带隙基准作了二次温度补偿，全温度范围(-40℃-85℃)电压变化为1mV，则相应的电压调整器输出的参考电压在全温度范围内的变化是2mV；尽管参考电压的温漂的相对值没有变化，但参考电压随温度的绝对变化确增大了一倍；此外，如果考虑到电压调整器可能引入的额外的温漂，则参考电压随温度的绝对变化可能更大。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种参考电压的温度补偿电路，可以在调整电压的同时进行温度补偿，避免了电压经过电压调整器后，输出参考电压随温度的变化变大的缺点，进一步优化输出参考电压的温度特性。

为了实现以上的目的，本发明是这样实现的。

一种参考电压的温度补偿电路，包括运算放大器，第一反馈电阻、第二反馈电阻，其中第一反馈电阻一端接运算放大器的输出端，第一反馈电阻的另一端接第二反馈电阻的一端，并与运算放大器的负输入端连接；第二反馈电阻的第二端口接地；运算放大器的正输入端接一个预先设定的输入参考电压，运算放大器输出端得到输出参考电压；其特征在于所述温度补偿电路包括一路可调电流源和一个温度比较器，其中可调电流源的一端接至第一反馈电阻和第二反馈电阻的连接点；温度比较器接于可调电流源，可至少感知一个预设的触发温度点，所述触发温度点是温度补偿电路工作温度范围中的温度点，根据所述触发温度点将电路工作温度范围分成至少两段温度区间；当温度比较器检测到工作温度分别处于这两段温度区间时，温度比较器输出控制逻辑信号给可调电流源，温度比较器控制可调电流源的输出电流，使得该电流和第一反馈电阻或第二反馈电阻的乘积得到的补偿电压在至少一段温度区间内可以抵消预设输入参考电压经运算放大器和第一/第二反馈电阻调整后的电压随温度的变化。

所述可调电流源输出电流至运算放大器的负输入端，补偿电压和输入参考电压在至少一个温度区间具有相同极性的温度系数。

所述可调电流源从运算放大器的负输入端拉电流，补偿电压和输入参考电压在至少一个温度区间具有相反极性的温度系数。

所述可调电流源输出电流由一PTAT类型的电流和一CTAT类型的电流相加而成，且根据温度比较器输出的逻辑信号调整上述两种电流的比例。

所述PTAT类型的电流由一带隙电压偏置一个电阻产生，该电阻和第一反馈电阻是相同类型；所述CTAT类型的电流由三极管VBE电压偏置一个电阻产生，该电阻和第一反馈电阻是相同类型。

第一反馈电阻和/或第二反馈电阻采用PPOLY电阻；

所述温度比较器至少包括一个预设的触发温度点，该温度点在该温度补偿电路工作温度范围的中间点，将工作温度范围分成两段，且控制所述补偿电压在上述触发温度点两侧对称。

上述触发温度点位于20－30°之间。