[发明专利]一种带高阶曲率补偿的低功耗带隙基准电路

说明书

本发明公开了一种带高阶曲率补偿的低功耗带隙基准电路，包括启动电路、偏置电路、运算放大器电路、产生电路和高阶温度补偿电路。本发明根据MOS管亚阈值区固有指数关系去补偿PNP型晶体管发射结电压的高阶温度特性，在只增加两股镜像电流下，带隙基准电路与传统一阶低压带隙基准电路相比，功耗低，为纳瓦级，采用曲率补偿技术使得输出的基准电压温漂系数相对较小，在20ppm/℃以内。当环境温度‑20℃～80℃范围内变化时，温漂为4.6ppm/℃，整体带隙基准电路的功耗低于1uW。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，特别是涉及到一种带高阶曲率补偿的低功耗带隙基准电路。

背景技术

带隙基准电路作为集成电路芯片的基本组件，随着市场对可穿戴电子产品以及便携式充电电源的需求不断增加，对低温度系数，低功耗的带隙基准电路提出了更高的要求。随着集成技术的飞速发展，对带隙基准电路的功耗，温度特性提出了更高的要求。

传统的一阶温度补偿技术采用两个BJT管，电阻，运算放大器产生与绝对温度成正比的电流，通过BJT管的V_be电压近似产生一个与温度成负相关的电流，通过电阻让两股电流相加近似得到一个与温度无关的基准电压。一阶补偿的带隙基准电路产生的温度系数一般为50ppm/℃以内，不能满足高性能电路对稳定电源的要求。新型带隙基准电路有采用 MOS管阈值电压特性去补偿V_be的高阶温度项。使基准电路的温漂系数可降低至10个ppm/℃左右。也有通过增加一条负温度系数的电流支路近似消去V_be的高阶温度项，让带隙基准电路的温漂系数进一步降低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种电流模式高精度的带高阶曲率补偿的低功耗带隙基准电路。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下： 一种带高阶曲率补偿的低功耗带隙基准电路包括启动电路、偏置电路、运算放大器电路、产生电路和高阶温度补偿电路；

所述启动电路用于上电后整体带隙基准电路的启动，包括电阻R，第三电阻R3，PMOS管P0，第一PMOS管P1、P1’，第十三PMOS管P13和第十四PMOS管P14；所述电阻R的一端与第三电阻R3的一端连接后接地，另一端连接PMOS管P0的源极、第一PMOS管P1、P1’的栅极和第一PMOS管P1的源极；所述PMOS管P0、第一PMOS管P1、P1’、第十三PMOS管P13和第十四PMOS管P14的漏极连接后接电源；所述第十三PMOS管P13和第十四PMOS管P14的源极连接第三电阻R3；所述第十三PMOS管P13的栅极连接高阶温度补偿电路；所述PMOS管P0和第十四PMOS管P14的栅极相连后连接产生电路；

所述偏置电路用于给运算放大器电路提供偏置电压，包括第二PMOS管P2，第三PMOS管P3，第四PMOS管P4，第五PMOS管P5，第一NMOS管N1，第二NMOS管N2，第三NMOS管N3；其中第二NMOS管N2与第四PMOS管P4处于线性区作为电阻；所述第二PMOS管P2和第三PMOS管P3的漏极均连接电源，两者栅极相连，所述第二PMOS管P2的源极接第四PMOS管P4的漏极，栅极与源极短接；所述第四PMOS管P4的栅极连接第五PMOS管P5的栅极；源极连接第五PMOS管P5的漏极和运算放大器电路；所述第五PMOS管P5的源极与栅极短接且接地；所述第三PMOS管P3的源极接第一NMOS管N1的漏极；所述第一NMOS管N1的漏极与栅极短接，栅极接第二NMOS管N2的栅极和运算放大器电路，源极接第二NMOS管N2的漏极；所述第二NMOS管N2的源极接第三NMOS管N3的漏极；所述第三NMOS管N3的栅极接运算放大器电路，源极接地；