[发明专利]带隙基准电路及其运算放大器

说明书

本发明公开了一种带隙基准电路及其运算放大器，所述运算放大器包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述运算放大器还包括供电电路；所述第一输入端包括第一三极管，所述第二输入端包括第二三极管；所述第一三极管的发射极面积大于所述第二三极管的发射极面积；所述第一输出端用于输出驱动电压。本发明通过改进带隙基准电路中的运算放大器，简化了现有的带隙基准电路中的运算放大器结构，降低因为运算放大器的失配对电路造成的增益误差；同时，具有结构简单，不需要另加偏置电路，从而不需要额外的电路结构，且降低了电流损耗。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，特别涉及一种带隙基准电路及其运算放大器。

背景技术

如图1所示，为现有的带隙基准电路，采用NPN三极管的基极-发射极电压差VBE作为正温度系数的带隙基准电路。该带隙基准电路主要基于三极管Q0和三极管Q1的饱和电流Is与半导体材料的带隙能量相关，具体如下述公式：

其中，V_T＝KT/q；

I_C表示三极管集电极电流，V_T表示温度的电压当量；K为波耳兹曼常数1.38×10^-23J/K，T为热力学温度，即绝对温度(300K)，q为电子电荷1.6×10^-19C。在常温下，V_T≈26mV。

根据饱和电流Is的温度特性设计该带隙基准电路，该带隙基准电路的输出电压VBG具有不随温度变化的特点。

具体地，通过运算放大器A的输出电压驱动输出电压VBG。其中，三极管Q0和三极管Q1的发射极面积比例为n：1(n取值范围为2～20)，从而产生不同电压大小和不同温度系数的VBE0和VBE1；三极管Q0对应的VBE0为负温度系数。运算放大器A钳位运算放大器的输入两端电压，从而三极管Q0与三极管Q1的VBE的差值ΔVBE(ΔVBE为正温度系数)被施加到电阻R0上，控制电路的左边支路R0上的电流；带隙基准电路的输出电压VBG计算公式如下：

VBG＝VBE1+ΔVBE×R/R0

由上述计算公式可知，适当调整R和R0的比例关系，可抵消正负温度系数项，从而得到一个零温度系数的电压。

但是，现有技术的带隙基准电路存在以下几个问题：1)为了降低电路的失配，运算放大器A的输入管必须做的很大；2)运算放大器A需要偏置电流保证其工作，从而增加了额外的电路结构和电流损耗；3)根据带隙基准的输出电压公式可知，运算放大器A的失配造成的误差电压很容易同样叠加到电阻R0上，然后通过电阻比例关系R/R0被放大，从而增大整个电路的增益误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的带隙基准电路存在为了降低电路的失配，带隙基准电路存在的运算放大器的输入管需做的很大；运算放大器需要偏置电流保证其工作；运算放大器的失配造成的误差电压容易增大整个电路的增益误差等缺陷，目的在于提供一种带隙基准电路及其运算放大器。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：。

本发明提供一种用于带隙基准电路的运算放大器，所述运算放大器包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述运算放大器还包括供电电路；

所述供电电路用于给所述运算放大器供电；

所述第一输入端包括第一三极管，所述第二输入端包括第二三极管；

所述第一三极管的基极与所述带隙基准电路中的电压正端电连接，所述第一三极管的集电极与所述供电电路的一端电连接，所述第一三极管的发射极接地；

所述第二三极管的基极与所述带隙基准电路中的电压负端电连接，所述第二三极管的集电极与所述供电电路的另一端电连接，所述第二三极管的发射极接地；