[发明专利]一种带隙基准电压电路

说明书

本发明提供一种带隙基准电压电路，包括：非线性电流产生单元：产生非线性电流；基准电压产生单元：将非线性电流产生单元生成非线性电流转化为基准电压；零温度系数电流产生单元：将基准电压转化为零温度系数的电流后输出给非线性电流产生单元，进行电流补偿。本发明的好处是：在传统结构基础上的改进，结构简单容易实现，成本低可靠性高。经过补偿后得到的带隙基准电压的温度系数很小，能够满足更多的应用场合，可被广泛用于对精度有极高要求的电路模块或系统中，如高精度ADC，高精度传感器，电池监测管理芯片等。

技术领域

本发明属于半导体芯片领域，具体涉及一种带隙基准电压电路。

背景技术

通常的带隙基准电路基于传统的电压模和电流模带隙基准结构，利用ΔV_EB对温度的非线性的特性，利用集电极电流的不匹配，在ΔV_EB中通引入与对数函数相关的高阶温度补偿项，来对V_EB中的高阶温度非线性项的进行补偿，从而得到高精度的基准电压。

带隙基准的基本思想是消除双极型晶体管的基极-发射极电压V_EB中与温度相关的项，得到带隙电压。V_EB为

其中V_G0是推导出的硅在0K开尔文温度下的带隙电压，T为开尔文绝对温度， T0为基准温度，V_EB0在基准温度T0下的基极-发射极电压，η为正的与工艺相关的常数，θ代表集电极电流IC与温度相关的阶数。V_EB具有负的温度系数，通常在-1.7mV/℃到-2mV/℃之间。

传统的BGR结构根据获取基准电压的方式不同可分为电压模式BGR和电流模模式BGR。如图1传统电压模式带隙基准电路和如图2传统电流模式带隙基准电路所示。图1为K.E.Kuijk提出的电压模带隙基准电压结构；图2为H.Banba 提出的电流模带隙基准电压结构。

从图中可以得到，无论是电流模还是电压模基准电路，其核心都是将ΔV_EB视为一个正温度系数电压V_PTAT，用其来为V_EB进行一阶线性补偿。但一阶线性补偿所能补偿的范围有限，最多可将基准电压的温度系数降至16ppm/℃，很多应用中，如若需应用于电池监测应用中，补偿后的电压并不能满足工作的要求。

发明内容

为解决上述问题：

根据本发明的第一方面，本发明提出了一种带隙基准电压电路，包括：

非线性电流产生单元：产生非线性电流；

基准电压产生单元：将非线性电流产生单元生成非线性电流转化为基准电压；

零温度系数电流产生单元：将基准电压转化为零温度系数的电流后输出给非线性电流产生单元，进行电流补偿。

优选的，所述非线性电流产生单元包括：

核心单元：产生PTAT电流；

电流补偿单元：对核心单元中电流支路的电流进行补偿，使非线性电流产生单元产生非线性电流。

进一步优选的，所述核心单元包括电流支路第一电流支路和第二电流支路；

所述电路补偿单元包括第一电流补偿单元和第二电流补偿单元。

进一步优选的，所述电流补偿单元包括：

零温度电流补偿单元：将零温度系数电流产生单元的零温度系数电流进行镜像复制后，对核心单元的电流支路进行电流补偿；

高阶电流补偿单元：产生补偿电流，对核心单元的电流支路进行高阶电流补偿。

进一步优选的，所述零温度电流补偿单元包括：镜像MOS管和三极管；