[实用新型]一种带自动消除运放失调功能的基准源

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路领域，具体涉及一种带自动消除运放失调功能的基准源。

背景技术

基准源广泛应用在混合集成电路设计中，随着电路系统的复杂程度越来越高，对其性能要求随之更高，片内集成的高性能基准源不可或缺。

传统的带隙基准电压源的工作原理是利用具有负温系数的PN结二极管的正向电压V_BE和具有正温系数的热电压V_T互相补偿实现；图1为传统带隙基准电压源的电路原理图，主要包括两个双极型晶体管Q1和Q2，输出电压调节电阻R1、R2和R3以及一个运算放大器OP；其中，R1和R2阻值相同，Q1是一个晶体管单元，Q2是由n个并列的晶体管单元组成，均接成二级管连接形式；运算放大器OP的反相输入端接R2和R3之间的Y点，同时OP的输出端连接R2的另一端。

由于运算放大器OP的钳位作用，使得OP输入两端的端电压基本相等，即V_X=V_Y+V_OS，由于V_X=V_BE1，V_Y=V_BE2+I₂·R₃+V_OS，其中，V_BE1为双极型晶体管Q1的基极－发射极电压，V_BE2为双极型晶体管Q2的基极－发射极电压，I₂为流过双极型晶体管Q2的电流，V_OS为运算放大器OP的输入失调电压。可得：

V_BE1=V_BE2+I₂·R₃+V_OS                     (1)

通过式（1）可得电流I₂：

                     (2)

根据图1所示带隙电压基准电路的工作原理，可得所述带隙基准电压源输出的基准电压V_REF为：

V_REF=V_BE2+I₂·(R2+R3)                    (3)

将式（2）中的I₂带入式（3）可得基准电压：

     (4)

根据双极型晶体管的工作特性：ΔV_BE=V_BE1-V_BE2=V_T·lnn，V_T为热电压，所以可得：

      (5)

由于V_BE呈负温系数，热电压具有正温系数，当运算放大器输入失调电压V_OS为零时，通过调节n和式（5）中R₂/R₃的比值就可以得到一个具有零温度系数的基准电压V_REF。

然而，实际运算放大器的输入失调电压V_OS不等于零，这就不可避免的对带隙基准电压源的基准电压V_REF带来一定的误差，从式（5）可知，运放的输入失调电压被放大了1+R₂/R₃倍，并且由于失调电压V_OS自身也具有温度特性，这会对基准源输出电压V_REF的温度系数造成更大的影响；因此，消除基准源中运算放大器输入失调便成了获得高性能基准源的关键环节。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种带自动消除运放失调功能的基准源，解决基准电压源所输出的基准电压因为运算放大器输入失调电压的存在而影响到其精度和温度特性的问题。

本实用新型的一个实施例是提供一种带自动消除运放失调功能的基准源，其特征是，包括：

基准电压产生电路；

与基准电压产生电路连接的运算放大器电路；

与运算放大器电路连接的失调电压消除电路；

分别与基准电压产生电路和失调电压消除电路连接的启动电路；及

用以产生时钟信号对启动电路、运算放大器电路和失调电压消除电路进行控制的时钟产生及控制电路。