[实用新型]零温度系数可调电压基准源

说明书

技术领域

本实用新型涉及模拟集成电路领域，特别是涉及应用在带隙电压基准源设计中的 一种零温度系数可调电压基准源。

背景技术

在模拟集成电路的设计中，电压基准的应用越来越普遍，也变得越来越重要。电压 基准的电压输出一般不随供电电源变化而变化，它的电源抑制比高，同时应具有良好的温 度特性。在所有的电压基准结构中，带隙基准的输出特性无疑是最突出的。通常带隙基准源 虽然能产生对VDD和温度相对稳定的基准电压，但其局限性是其只能产生固定的基准电压。 显然，固定的基准电压对于电路设计者而言限制非常大，特别是在功耗要求和核心电压越 来越低的情况下，要想克服上述问题和限制，必须对基准源的结构有所改进。通常的带隙基 准产生的基准电压为1.25V（常温），接近于硅的禁带宽度，它的输出是不能随意调节的。另 外，随着芯片电源电压不断降低，通常带隙基准源的1.25V输出已无法满足设计的需求。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种零温度系数可调电压基准源，其中带隙基准电压电路具有输出可调节的功能，利用双极晶体管的基极-发射极电压与绝对温度成反比构建电流源电路，和工作在不同电流下的两个双极型晶体管的基极-发射极电压的差值与绝对温度成正比构建电流源电路。设计中通过二者电流的加权相加来获得零温度系数的基准电压。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种零温度系数可调电压基准源，包括：正温度系数电流源产生电路、负温度系数电流源产生电路和可调电阻R2；所述正温度系数电流源产生电路包括PMOS晶体管M7、M8和双极型晶体管Q1、Q2；工作在不同电流下的双极型晶体管Q1、Q2的基极-发射极电压之间的差值与绝对温度成正比，利用电流镜电路获得与温度成正比的由PMOS晶体管M7、M8构成的正温度系数电流源，PMOS晶体管M7、M8构成共源共栅电流源I₁镜像正温度系数电流源；所述负温度系数电流源产生电路包括PMOS晶体管M15、M16和双极型晶体管Q3；双极晶体管Q3的基极-发射极电压与绝对温度成反比，利用电流镜电路获得与温度成反比的由PMOS晶体管M15、M16构成的负温度系数电流源，PMOS晶体管M15、M16构成共源共栅电流源I₂镜像负温度系数电流源；电流源I₁的输出由PMOS晶体管M8漏极输出，电流源I₂的输出由PMOS晶体管M16漏极输出，PMOS晶体管M8与M16的漏极相连实现零温度系数基准电流I_REF；电流源I₁与电流源I₂以适当的权重、相加，使得成立，得到具有零温度系数的电流基准；PMOS晶体管M8与M16的漏极相连再与可调电阻R2的一端相连，可调电阻R2的另一端接地。

优选的，所述正温度系数电流源产生电路还包括PMOS晶体管M1、M2、M3、M4，NMOS晶体管M5、M6，电阻R1和正温度系数启动电路模块STARTUP；由PMOS晶体管M1、M2、M3、M4组成共源共栅结构的电流镜电路与NMOS晶体管M5、M6组成的电流镜电路构成自偏置的正温度系数电压源电路，正温度系数启动电路模块STARTUP接入NMOS晶体管M5的漏极端；双极晶体管Q1、Q2的基极与集电极短接构成二极管并使双极晶体管Q2的发射极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与NMOS晶体管M6的源极相连，双极晶体管Q1的发射极与NMOS晶体管M5的源极相连，NMOS晶体管M5、M6的源极端电压相等；PMOS晶体管M7、M8的栅极分别于晶体管M2、M4的栅极相连以实现电流镜像；正温度系数的电流I₁为，由PMOS晶体管M7、M8组成共源共栅结构的电流源构成；双极晶体管Q2比Q1大，双极晶体管Q1、Q2基极-发射极电压的差值具有正温度系数：，其中K为双极晶体管Q2与Q1并联个数之比；Q1两端的电压等于Q2两端的电压和电阻R1两端的电压之和，即，可推出：，；流过双极晶体管Q1、Q2的两条支路的电流相等，其基极-发射极电压降之差落在电阻R1上。