[实用新型]一种低压低功耗的带隙基准电路

说明书

本实用新型提供一种低压低功耗的带隙基准电路，属于集成电路技术领域，包括带隙基准结构、启动电路、自偏置电路和分压网络；电路在传统的带隙基准结构的基础上增加启动电路、自偏置电路和分压网络，降低带隙基准的电压，同时在经过分压电阻网络，实现基准电压提高到1.25V。在‑55℃～125℃温度范围内，该电路的带隙基准输出电压变化量仅为2.661mV，整个带隙基准电流消耗最大仅为19uA，最低工作电压可以到2V，并留有足够余量。本实用新型能够提供精准的基准电压，且工作电压低、功耗低，可以广泛应用于各种集成电路，尤其是电源管理电路中。

技术领域

本实用新型涉及集成电路设计领域，特别地，涉及一种低压低功耗的带隙基准电路。

背景技术

电压基准电路是集成电路的基础模块，为集成电路中其他模块提供基准电压。带隙基准电路因其高精度、高稳定性等优点，成为使用最广泛的一种电压。近些年来随着便携式的传感器应用越来越广泛，低压低、低功耗的基准单元成为这些IC的一个突出需求。

传统的带隙基准电路利用正温度系数的热电压VT对负温度系数的发射结电压V_BE进行补偿，来实现低温漂、高精度的基准电压，基准电压可以表示为选择合适的系数α₁和α₂，使正负温度系数相互抵消，就可以得到零温度系数的基准电压。

双极晶体管的发射结电压V_BE，具有负温度系数，原因如下

式中Eg为硅的能隙电压，值为1.12eV左右，m为两个发射极的比例系数。同时，当VBE＝750mV，T＝300K的时候，同时还要注意一点，VBE的温度系数还与温度有关。而当两个双极晶体管工作在不相等的电流密度下的时，两者之间的基极-发射极电压差与绝对温度成正比，这是因为：

式中，m为第一个三极管所并联管子的个数；n为流经两个三极管集电极的电流之比。在室温下

由上式得到在工程中通常取α₁为1，取n为1(即通过运放保证两条支路的电流相等)，这样结合和的温度系数，计算得到只有的时候能在室温下取得零温度系数，得到：

由上式可知，传统的带隙基准电压通常在1.25V左右，其电源电压一般都需要更高，这就限制了所述带隙基准电压在低压下的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题，提供一种低压低功耗的带隙基准电路，以达到能够实现零温度系数，低压低功耗下应用，同时保证输出的基准电压仍然维持1.25V目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种低压低功耗的带隙基准电路，包括带隙基准结构、启动电路、自偏置电路和分压网络；所述带隙基准结构包括双极晶体管Q2、Q3、Q4，PMOS晶体管MP1、 MP2、MP4，电容C1，电阻R1、R2；

双极晶体管Q4和双极晶体管Q3共基极连接，双极晶体管Q4的集电极连接PMOS晶体管MP1的栅极和漏极，PMOS晶体管MP2和PMOS晶体管MP1构成电流镜结构连接，PMOS晶体管MP2和PMOS晶体管MP1共栅极连接，PMOS晶体管MP2的漏极连接双极晶体管Q3的集电极和PMOS晶体管 MP4的栅极；双极晶体管Q2的集电极连接到PMOS晶体管MP4的漏极，双极晶体管Q2的发射极和双极晶体管Q4晶体管的发射极短接后连接到电阻 R2的一端、电阻R1的一端、电容C1的一端，双极晶体管Q2的基极和双极晶体管Q3、双极晶体管Q4的基极短接，双极晶体管Q3的发射极连接电阻R1的另外一端，电阻R2和电容C1的另外一端均连接到地；