[发明专利]一种低温度系数CMOS基准电压源

说明书

本发明公开了一种低温度系数的CMOS基准电压源，包括启动电路A、基于V_BE的基准电压产生电路B、输出电路C、基于V_GS的基准电压产生电路D。其中，启动电路与基准源电流镜电路连接，用于电源上电时提供启动电流，使基准电压源脱离简并点；基于V_BE的基准电压产生电路产生基于三极管基级‑发射极电压的一阶基准电压；基于V_GS的基准电压产生电路产生基于晶体管栅源电压的一阶基准电压。本发明通过双基准电压的加权互补，有效抵消了非线性温度项，降低了温度系数，提高了基准源的稳定性。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种低温度系数的CMOS基准电压源。

背景技术

基准电压源作为模拟集成电路的一个基本模块被广泛应用多种电路和系统中，例如模数转换器、数模转换器、开关电源和线性稳压器等，其功耗和稳定性直接决定整个系统的稳定性和使用寿命。

随着集成电路的发展，人们对基准电压源的稳定性的要求越来越高。传统一阶带隙基准电路通常是由具有正温度系数的基极-发射极电压之差(△V_BE)和具有负温度系数的基极-发射极电压(V_BE)按一定比例相加，抵消二者的温度系数得到零温度的带隙基准电压源。然而V_BE中包含线性温度项和高阶温度项，△V_BE仅能补偿线性温度项，使得温度系数只能达到10ppm以上。为了进一步降低温度系数，需要采用新的高阶补偿办法。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温度系数的CMOS基准电压源电路，包括启动电路、基于V_BE的基准电压产生电路、基于V_GS的基准电压产生电路、输出电路。

其中，启动电路与基准源电流镜电路连接，用于电源上电时提供启动电流，使基准电压源脱离简并点；基于V_BE的基准电压产生电路产生基于三极管基级-发射极电压的的一阶基准电压；基于V_GS的基准电压产生电路产生基于晶体管栅源电压的的一阶基准电压；输出电路将双基准电压加权互补，并最终输出基准电压。

本发明基于半导体器件的特性，在CMOS工艺中，利用基于PNP晶体管的一阶基准电路在整个温度范围内产生开口向下的基准输出温度曲线，利用基于亚阈值区MOS管的一阶基准电路在整个温度范围内产生开口向上的基准输出温度曲线，通过输出电路实现开口方向相反的基准电压的线性相加，以达到抵消高阶温度项的目的，得到极低的温度系数。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1本发明电路连接示意图

图2一阶基准输出温度曲线叠加原理图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

参照图1，所述基准电压源电路包括启动电路、基于V_BE的基准电压产生电路、基于V_GS的基准电压产生电路、输出电路。

其中，所述启动电路用于电源上电时提供启动电流，使基准电压源脱离简并点。启动电路由MOS管M21-MOS管M24组成；M21的源极与电源VDD连接，栅极与M24的漏极连接，并作为启动电路的输出端与基于V_GS的基准源电路的输入端连接；M22的源极与M23的漏极连接，M22的栅极和漏极共接后与M24的栅极和M23的漏极连接；M23和M24的源极与地GND连接，M24的栅极与输出基准电压V_REF连接。