[发明专利]一种带隙基准电路

说明书

本申请实施例公开了一种带隙基准电路，包括核心电路、第一补偿电路和第二补偿电路，核心电路用于产生带隙参考电压，第一补偿电路用于利用MOS管在亚阈值区的温度特性产生第一补偿电流，以对带隙参考电压进行第一补偿，第二补偿电路用于利用两个双极型晶体管的BE结电压之差的特性产生第二补偿电流，以对带隙参考电压进行第二补偿，这样经过第一补偿电流和第二补偿电流，可以从不同角度对带隙参考电压进行补偿，从而有效补偿带隙参考电压中的高阶温度系数，使补偿后得到的带隙基准电压具有高温度范围、低温度系数、高精度的特性。

技术领域

本申请涉及微电子技术领域，尤其涉及一种带隙基准电路。

背景技术

带隙基准电路(Bandgap Reference，BGR)是现代模拟集成电路、数模混合集成电路的重要模块，一般多用于数模转换器和模数转换器、移动设备电源管理系统以及射频电路领域。带隙基准电路发的性能特性直接影响整个电路的性能，这就要求提高带隙基准电路的性能特性。

参考图1所示，为传统的带隙基准电路的示意图，包括PMOS管M1、M2、M3，运算放大器OP1，双极型晶体管Q1、Q2，电阻R0、R2、R3、R4.该带隙基准电路利用双极型晶体管的基极和发射极之间的负温度系数电压与两个不同横截面双极型晶体管之间的正温度系数ΔV_be进行适量的加权，实现一阶温度补偿，从而得到一个与温度无关的基准电压V_ref。

其中，经过R₃的电流为I₁，经过I₀的电流为I₂，输出电压V_ref可以通过下式表示：

V_g0为在0K时的带隙电压值，V_be1(T_r)为在参考温度T_r下Q1的基极与发射极之间的电压值。η为与工艺决定的与温度无关的常数，α为双极型晶体管的集电极电流随温度变化的指数因子,K为波尔兹曼常数,q为电荷量,T为热力学温度，V_T＝KT/q，I_C1，I_C2和I_S2，I_S1分别为Q1和Q2的集电极电流和饱和电流，ΔV_be是两个双极型晶体管的基极-发射极电压的差值。

从上式可以看出，带隙参考电压随温度呈非线性变化，因此传统带隙基准电路只能输出温度系数比较大的基准电压，通常来说，在-40℃～125℃温度段内，其温度系数范围可以为20～100ppm/℃。然而，由于在高精度系统(比如信号处理系统、电池管理系统等)中，整个系统的性能受基准源的精度影响。传统带隙基准电路产生的电压源已不能满足现代模拟集成电路中系统级模块的精度需求。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种带隙基准电路，能够解决现有技术中传统带隙基准电路产生的电压源不能满足现代模拟集成电路中系统级模块的精度需求的问题，提供一种宽温度范围、低温度系数的带隙基准电路。

本申请实施例提供了一种带隙基准电路，包括：核心电路、第一补偿电路和第二补偿电路；

所述核心电路，用于产生带隙参考电压；

所述第一补偿电路，用于利用MOS管在亚阈值区的温度特性产生第一补偿电流，以对所述带隙参考电压进行第一补偿；

所述第二补偿电路，用于利用两个双极型晶体管的BE结电压之差的特性产生第二补偿电流，以对所述带隙参考电压进行第二补偿。

可选的，所述第二补偿电路包括：第一电流产生器、第二电流产生器、第一双极型晶体管、第二双极型晶体管；