[发明专利]一种无运放高阶低温漂带隙基准电路

说明书

公开了一种无运放高阶低温漂带隙基准电路，包括启动电路、偏置电路、正温度系数电路、负温度系数电路、正温度系数补偿电路、负温度系数补偿电路，该无运放高阶低温漂带隙基准电路采用无运放电路结构，采用BJT电流镜提高了输出基准电压的电源抑制比(PSRR)。本发明提供的电路具有12V～36V的宽电压输入、0～7V的可调宽输出电压、在‑75℃～125℃的温度范围内产生温度系数为5ppm/℃的基准电压，功耗极低35mW和高阶温度补偿的特征。

技术领域

本发明属于集成电路领域，涉及一种无运放高阶低温漂的带隙基准电路。

背景技术

带隙基准电路作为高精度的ADC、DAC转换器以及在通信电路中的基本组件，它为其他电路模块提供一个精准的电压源或电流源。随着系统集成技术的飞速发展，基准电压源已成为大规模、超大规模集成电路和几乎所有数字模拟系统中不可缺少的基本电路模块。它的温度特性和抗噪声干扰能力是影响到集成电路精度和性能的关键因素。传统的带隙基准电路在0～70℃的温度范围内产生温度系数为50ppm/℃左右的基准电压。在高精度的ADC、DAC转换器及高性能要求的电路模块中，对核心电源组件带隙基准电路提出了更高要求，例如更低温漂系数，更宽泛的电压输入以及更低的功耗，来满足当今高性能、低功耗新一代集成电路需求。

在传统的带隙基准电压源电路中，其核心结构由BJT管、运算放大器和电阻网络构成。在传统电路中为获得高性能的带隙基准电压，电路设计中需要高性能的运算放大器来稳定电压，这不仅增加了设计的难度，提高电路设计复杂难度，而且运算放大器结构占用较大芯片面积增加设计成本,严重制约了集成电路小型化的发展需求；同时运算放大器最小工作电压限制了带隙基准电路的最小输入电压。现有技术带隙基准电压源电路基本采用含运放结构电路稳定电压，输入电压范围较低在3.3V～5V左右，且温度系数在10ppm左右，限制了带隙基准电压源电路应用于高精度、小型化的ADC、DAC转换器及高性能要求的电路模块。为了获得无运放、宽输入电压、小面积、低功耗、超低温漂系数的带隙基准电压源电路，需要设计一种新的带隙基准电压源电路，克服当前低温漂高性能带隙基准电路的技术瓶颈，提高了带隙基准的稳定性和可靠性。

发明内容

考虑到现有技术中的一个或多个问题，本发明提供了一种无运放高阶低温漂带隙基准源电路，包括：

启动电路，用于启动无运放高阶低温漂带隙基准电路；

高阶低温漂补偿电路，用于产生正温度系数电流和负温度系数电流，正温度系数电流和负温度系数电流相互补偿产生低温漂系数，包括:正温度系数补偿电路和负温度系数补偿电路；以及

自举偏置电路，用于提供正负温度系数补偿电路的偏置电流。

高阶低温漂补偿电路包括：

正温度系数补偿电路，提供具有正温度系数特性的电压，利用正温度系数电压补偿负温度系数电压；

负温度系数补偿电路，提供具有负温度系数特性的电压，利用负温度系数电压补偿正温度系数电压。

所述的无运放高阶低温漂带隙基准电路，其中，所述启动电路包括：

第一电阻R1，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第一电源端接收正电源，第二端耦接至第一NMOS管MN1的漏极和第一NMOS管MN1的栅极；

第一NMOS管MN1，具有栅极、漏极和源极，其栅极耦接至第一电阻R1第二端，其漏极耦接至第一电阻R1第二端，其源极耦接至第一PNP型双极型晶体管PNP1发射极；

第一PNP型双极型晶体管PNP1，具有发射极、基极和集电极，其发射极耦接至第一NMOS管MN1源极，其基极耦接至第三NPN型双极型晶体管NPN3基极和第四NPN型双极型晶体管NPN4基极，其集电极耦接至第二电源端接收负电源；