[发明专利]一种带隙基准源

说明书

技术领域

本发明涉及带隙基准源，尤其涉及一种应用上与温度无关且低噪声的带隙基准源。

背景技术

随着电子信息技术的不断发展，各种应用功能的设备中都具有处理实现其功能的芯片。而随着应用环境的不同，其中的芯片有可能工作在一定的温度范围内（工业-40~85度，军用-55~125度），这便需要与温度无关的基准源。此外，对于高性能模拟芯片（如精密放大器，模数转换器等），基准源的噪声将会影响到芯片的性能，因此基准源克服温度干扰以及降低基准源的噪声，对芯片在特定应用环境下的高性能发挥，具有突出的意义。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种带隙基准源，以满足带隙基准在温度和噪声方面的应用要求。

本发明目的的一种实现方案为：

一种带隙基准源，其特征在于包括：一个NMOS管M_CAS、一个低噪误差放大器A0、一个基极与集电极连接成二极管形式的PNP管Q1和Q2，以及分压电阻Rs和Rf，其中所述PNP管Q1和Q2的发射极分别连接分压电阻Rf的第一分压支路和分压电阻Rs、Rf相串联的第二分压支路，所述低噪误差放大器的正输入端接入第一分压支路，且其负输入端接入第二分压支路的两分压电阻之间，所述NMOS管M_CAS的栅极与低噪误差放大器A0的输出相连，且源极与第一、第二分压支路汇聚相接为带隙基准源的输出V_bg。

进一步地，所述低噪误差放大器的结构组成包括由NPN对管Q3和Q4组成的差分对、作为尾电流源的电阻R_tail以及由PMOS管M_P3、M_P4和电阻R_L构成的源极负反馈负载电路，其中NPN对管Q3、Q4的基极分别为放大器的正、负输入端，且NPN对管Q4的集电极为低噪误差放大器的输出。

进一步地，所述PNP管Q1具有负温度系数，PNP管Q2的面积是PNP管Q1的8倍，且所通过的电流相同。

进一步地，所述NMOS管M_CAS为零阈值器件。

本发明技术方案的应用，其所具有的显著优点体现为：该带隙基准源具有温度漂移小、噪声低的特点，且可以利用标准CMOS工艺实现低成本规模制造。

附图说明

图1是本发明带隙基准源的整体连接结构示意图；

图2是图1所示带隙基准源的低噪误差放大器的连接结构示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

本发明为满足带隙基准在温度和噪声方面的应用要求，创新提出了一种带隙基准源。该基准源的特别结构如图1所示，包括一个零阈值NMOS管M_CAS、一个低噪误差放大器A0、一个基极与集电极连接成二极管形式的PNP管Q1和Q2，以及分压电阻Rs和Rf，其中PNP管Q1和Q2的发射极分别连接分压电阻Rf的第一分压支路和分压电阻Rs、Rf相串联的第二分压支路，该低噪误差放大器的正输入端接入第一分压支路，且其负输入端接入第二分压支路的两分压电阻之间，该NMOS管MCAS的栅极与低噪误差放大器A0的输出相连，且源极与第一、第二分压支路汇聚相接为带隙基准源的输出V_bg。

这其中，PNP管Q1的电压具有负温度系数；另一方面，PNP管Q2的面积是PNP管Q1的8倍，但通过同样的电流，则PNP管Q1和Q2的发射极的电压差便具有了正温度系数。在某一温度下，输出V_bg具有零温度系数。

为了避免MOS管M_CAS的低频1/f噪声，带隙基准源采用电阻反馈结构。再者，该带隙基准源中采用零阈值的NMOS管M_CAS，可以增大放大器的输出范围，因此可以使电路工作在低电源电压条件下。