[发明专利]曲率补偿低温漂带隙基准电压源电路

说明书

本申请实施方式提供一种曲率补偿低温漂带隙基准电压源电路，用于产生一基准电压，所述曲率补偿低温漂带隙基准电压源电路包括启动电路、一阶基准电路及高阶曲率补偿电路，所述启动电路用于为电压基准源电路提供启动电压，以避免所述电压基准源电路工作在零状态区，所述一阶基准电路用于产生低温度系数基准电压，所述高阶曲率补偿电路用于对所述一阶基准电路进行高阶温度曲率补偿。本申请技术方案利用多级PNP叠加的方式，有效的降低了运放输入失调电压和噪声的影响，同时针对多级PNP叠加的带隙基准源电路提出了高阶曲率补偿方法，使得带隙基准源温度漂移系数有效减小。

技术领域

本申请涉及一种基准电压源电路，尤其涉及一种曲率补偿低温漂带隙基准电压源电路。

背景技术

随着集成电路工艺的不断进步，带隙基准源越来越广泛的应用于各种电子系统，例如温度传感器、电源稳压器、数模转换器、模数转换器以及存储器电路中。随着技术的不断更新换代，系统对带隙基准的各种性能指标的要求也在不断增加。带隙基准为整个系统提供了基准的电压，其性能将直接影响整个系统的工作性能。因此，要求其输出基准电压具有较低的温度系数以及较高的精度，即电路分布范围比较小、噪声小及温度系数比较小。

在模数转换器系统，基准电压是否精准、很大程度上将影响模数转换器的精度。带隙基准一般通过负温度系数的PNP三极管的基极-发射极电压V_BE电压和正温度系数的PNP三极管的基极-发射极电压差ΔV_BE进行线性叠加产生。然而，在温度区间内，其输出电压仍然存在着高阶曲率变化。

图1所示为现有的一种带隙基准源电路的电路图，其主要包括电流镜M₁、M₂、运算放大器、NPN三极管Q₁、Q₂及一阶补偿电阻R₁、R₂。其工作原理为PNP管Q₁、Q₂基极-发射极电压为V_BE，其大小为负温度特性。运算放大器和电流镜M₁、M₂的负反馈作用使得V_A、V_B两点的电压相等，因此V_A、V_B两点均为负温度系数的电压，电阻R₁、R₂上产生电流I_VBE为负温度系数电流。由于V_A、V_B两点电压相等，因此R₀电阻上的电压大小为Q₁、Q₂基极-发射极电压之差ΔV_BE，从而电阻R₀上产生的电流I_R0为正温度系数电流I_PTAT。在V_A、V_B节点正负温度系数电流线性叠加，通过对电阻值R₀、R₁、R₂的选取，晶体管M₁、M₂上的电流I₁、I₂在一阶上具有零温漂系数。电路的右侧电流镜M₁₂、电阻R₄、R₅及晶体管Q₃组成曲率补偿电路。在一阶上零温漂电流I₁、I₂通过电流镜复制在M₁₂上，使得三极管Q₃偏置电流在一阶上为零温漂系数。从而其基极-发射极电压VBE具有一定特性，使得补偿电阻R₄、R₅上流过的补偿电流能够补偿带隙核心产生电路电流I₁、I₂在高阶上的温漂系数，这一补偿环路使得I₁、I₂以及三极管Q₃的偏置电流在一阶与高阶都得到温度补偿。通过电流镜M₃将电流复制到R₃电阻所在直路，最终在电阻R₃上产生低温漂系数参考电压V_ref。