[发明专利]基准电压温度系数校准电路和方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种基准电压温度系数校准电路和方法。

背景技术

基准电压源是模拟集成电路中极为重要的组成部分，对于模数/数模转换电路、低压降线性稳压器电路、各种传感器(例如：温度传感器，压力传感器等)电路，基准电压的精度决定了这些电路所能达到的最高精度。基准电压源主要分为掩埋齐纳基准电压源、额外离子注入结型场效应晶体管(extra implantation junction Field Effect Transistor，简称：XFET)基准电压源以及带隙基准电压源，带隙基准电压源又分为双极型带隙基准电压源以及亚阈值互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称：CMOS)带隙基准电压源。

理想的基准电压源能够提供与电源电压、温度以及工艺无关的电压，而在实际应用中，工艺的离散性等因素会对基准电压的精度造成很大的影响，这时就需要对基准电压进行调整。传统的调整方法一般是针对基准电压源电路中的电阻或者电流进行调整，通过断开、接入某些电阻或者减小或增大某些电流来调整基准电压的值。对基准电压源中电压的调整可以通过调整温度系数(Temperature Coefficient，简称：TC)来实现，温度系数表示基准电压在某个温度变化范围内(最低温度T_L～最高温度T_H)电压变化的比例，温度系数计算公式如表达式(1)所示：

其中，(T_H-T_L)为温度的变化范围，V_REF(max)为在温度变化范围内基准电压的最大值，V_REF(min)为在温度变化范围内基准电压的最小值，V_REF(average)为在温度变化范围内基准电压的平均值，ppm/℃为温度系数的单位。

对于温度系数的调整涉及到对基准电压温度补偿比例的调整，一般与基准电压源的结构有关。现有技术中，对不同的基准电压源需要用不同的调整方法对温度系数进行调整，才能实现对基准电压的校准。例如：对于传统双极型带隙基准电压源来说，PNP管的发射极-基极电压具有负的温度系数，而两个工作在不同电流密度下的PNP管的发射极-基极电压之差具有正的温度系数，所以，理论上这两个电压以不同比例相加就可以得到与温度无关的基准电压。

如图1所示，为现有技术中典型的Banba型基准电压源电路的结构示意图，R₁、R₂、R₃、R₄为大小可调的电阻，P型金属氧化物半导体(P-Mental-Oxide-Semiconductor，简称：PMOS)管P1与PMOS管P2的电流比为1:1，PMOS管P2与PMOS管P3的电流比为1:1，PNP管P4与PNP管P5发射结面积比为1：n，PNP管P4的发射极-基极的电压为V_EB，则基准电压的表达式如式(2)所示：

VREF=R3R2(VEB+R1R2VTlnn)---(2)]]>