[发明专利]一种带高阶曲率补偿的低功耗带隙基准电路

摘要

本发明公开了一种带高阶曲率补偿的低功耗带隙基准电路，包括启动电路、偏置电路、运算放大器电路、产生电路和高阶温度补偿电路。本发明根据MOS管亚阈值区固有指数关系去补偿PNP型晶体管发射结电压的高阶温度特性，在只增加两股镜像电流下，带隙基准电路与传统一阶低压带隙基准电路相比，功耗低，为纳瓦级，采用曲率补偿技术使得输出的基准电压温漂系数相对较小，在20ppm/℃以内。当环境温度‑20℃～80℃范围内变化时，温漂为4.6ppm/℃，整体带隙基准电路的功耗低于1uW。

主权项

1.一种带高阶曲率补偿的低功耗带隙基准电路，其特征在于：包括启动电路、偏置电路、运算放大器电路、产生电路和高阶温度补偿电路；所述启动电路用于上电后整体带隙基准电路的启动，包括电阻R，第三电阻R3，PMOS管P0，第一PMOS管P1、P1’，第十三PMOS管P13和第十四PMOS管P14；所述电阻R的一端与第三电阻R3的一端连接后接地，另一端连接PMOS管P0的源极、第一PMOS管P1、P1’的栅极和第一PMOS管P1的源极；所述PMOS管P0、第一PMOS管P1、P1’、第十三PMOS管P13和第十四PMOS管P14的漏极连接后接电源；所述第十三PMOS管P13和第十四PMOS管P14的源极连接第三电阻R3；所述第十三PMOS管P13的栅极连接高阶温度补偿电路；所述PMOS管P0和第十四PMOS管P14的栅极相连后连接产生电路；所述偏置电路用于给运算放大器电路提供偏置电压，包括第二PMOS管P2，第三PMOS管P3，第四PMOS管P4，第五PMOS管P5，第一NMOS管N1，第二NMOS管N2，第三NMOS管N3；其中第二NMOS管N2与第四PMOS管P4处于线性区作为电阻；所述第二PMOS管P2和第三PMOS管P3的漏极均连接电源，两者栅极相连，所述第二PMOS管P2的源极接第四PMOS管P4的漏极，栅极与源极短接；所述第四PMOS管P4的栅极连接第五PMOS管P5的栅极；源极连接第五PMOS管P5的漏极和运算放大器电路；所述第五PMOS管P5的源极与栅极短接且接地；所述第三PMOS管P3的源极接第一NMOS管N1的漏极；所述第一NMOS管N1的漏极与栅极短接，栅极接第二NMOS管N2的栅极和运算放大器电路，源极接第二NMOS管N2的漏极；所述第二NMOS管N2的源极接第三NMOS管N3的漏极；所述第三NMOS管N3的栅极接运算放大器电路，源极接地；所述运算放大器电路用于强制使正向输入与反向输入的两端的电压近似相等，包括第六PMOS管P6，第七PMOS管P7，第八PMOS管P8，第九PMOS管P9，第四NMOS管N4，第五NMOS管N5，第六NMOS管N6，第七NMOS管N7，第八NMOS管N8，第九NMOS管N9，第十NMOS管N10和电容Cp；所述第六PMOS管P6和第七PMOS管P7的栅极相连，漏极均接电源，第六PMOS管P6的源极连接第八PMOS管P8和第九NMOS管N9的漏极，第七PMOS管P7的源极连接第九PMOS管P9和第十NMOS管N10的漏极；所述第八PMOS管P8的栅极连接第九PMOS管P9的栅极和偏置电路；所述第九PMOS管P9的源极接于第六PMOS管P6和第七PMOS管P7的栅极之间；所述第八PMOS管P8的源极和第四NMOS管N4的漏极连接后通过电容Cp接地；所述第四NMOS管N4和第五NMOS管N5的栅极相连后接偏置电路，第四NMOS管N4的源极接第六NMOS管N6的漏极，第五NMOS管N5的漏极接第九PMOS管P9的源极，源极接第七NMOS管N7的漏极；所述第六NMOS管N6和第七NMOS管N7的栅极相连后与第八NMOS管N8的栅极一起连接偏置电路；所述第九NMOS管N9和第十NMOS管N10的源极相连后接第八NMOS管N8的漏极，两者栅极接产生电路；所述第六NMOS管N6，第七NMOS管N7和第八NMOS管N8的源极均接地；所述产生电路用于产生与绝对温度成正比的电流，包括：第十PMOS管P10，第十一PMOS管P11，第十一NMOS管N11，第十二NMOS管N12，第一三极管Q1，第二三极管Q2和第一电阻R1；所述第十PMOS管P10和第十一PMOS管P11的漏极接电源，栅极相连后连接第十NMOS管N10的栅极、第十一PMOS管P11的源极和第十四PMOS管P14的栅极；所述第十PMOS管P10的源极连接第十一NMOS管N11的漏极，第十一NMOS管N11的漏极与运算放大器的反相输入端相连；所述第十一NMOS管N11和第十二NMOS管N12的栅极连接在一起与运算放大器的输出端相连，第十二NMOS管N12的漏极与运算放大器的正向输入端相连；第十一NMOS管N11的源极连接第一三极管Q1的发射极；所述第十二NMOS管N12的源极通过第一电阻R1连接第二三极管Q2的发射极；所述第一三极管Q1和第二三极管Q2的基极和集电极均短接后接地；所述高阶温度补偿电路用于产生高阶温度项电流去近似消除Vbe高阶项产的电流，包括：第二电阻R2，MOS管N0和第十二NMOS管N12；所述第十二NMOS管N12的漏极接电源，栅极接启动电路中的第十三PMOS管P13的漏极，源极和栅极短接后接MOS管N0的漏极；所述MOS管N0的栅极接于产生电路中第十一NMOS管N11和第十二NMOS管N12之间，源极通过第二电阻R2接地。