[发明专利]一种带有非线性温度补偿的多路输出带隙基准电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，特别涉及一种具有温度补偿且多路输出的低温度系数带隙电压基准源电路。

背景技术

带隙电压基准电路是模拟以及数模混合信号集成电路系统中不可或缺的基础模块之一。其主要作用是为系统中其他子系统或模块提供稳定的参考电压或偏置电流。

传统的带隙电压基准电路是基于两种温度特性相反的电压通过加权叠加之后产生一个与温度和电源电压以及工艺无关的基准电压。其具体实现方式为：利用两个三极管基极-发射极电压差ΔV_EB产生正温度系数电压与三极管基极与发射极电压两端电压V_EB负温度系数线性叠加。在一般对基准电压要求不高的系统中，一阶基准电压能够满足应用要求。但是，由于三极管基极-发射极电压随温度变化呈现一定的非线性特性，因此在精密仪表或是在高精度系统中应用中，一阶基准电压的温度系数已经对系统精度产生了制约，所以，如何提供一种具有温度补偿的带隙基准电路是高精度系统实现的关键因素之一。

在现有技术中，通常采用高阶温度补偿技术实现较低温度系数的基准电压，所述的高阶温度补偿技术一般是利用额外高阶补偿电路产生非线性正温度系数电压与一阶基准电压叠加以实现低温度系数的基准电路。

例如公开号为CN101950191A(申请号：201010283053.0)的专利文献中公开了一种具有高阶温度补偿电路的电压基准参考源，该发明利用是基于V-I转换电路来产生负温度系数电流，以及非线性正温度系数补偿电流，然后通过将这两种温度特性电流与正温度系数电流叠加求和，然后产生基准电压。尽管该发明能能够实现低温度系数基准电压和基准电流，但是在实际中，由于其V-I转换电路是基于NMOS电流镜实现运放作用，因此，如果支路电流存在失配，则电流转换精度无法很好的控制，并且在非线性温度补偿电流是一个较小的量，如果系统失配较大，则有可能在实际应用中无法很好的实现高阶补偿。

再例如公开号为CN1811656A(申请号：200610020154.2)的专利文献中公布了一种基于负温度补偿电流产生电路的温度补偿电流基准源。该发明的高阶补偿方式为，通过实现二阶正温度补偿电流产生电路和三阶负温度系数电流补偿电路，从而来抵消传统一阶基准电流的非线性温度系数。尽管该发明能够对一阶基准电流非线性温度系数进行有效的抵消，但是，在实际电路中，由于其二阶正温度系数电流与三阶负温度系数电流会有较大的偏差，因此，会对基准电流的初始精度造成较大的影响，使其实用性具有一定的局限性。

因而，如何提供一种多路输出带隙基准电路，用以解决现有技术中出现的补偿稳定性差、电流转换精度不易控制等问题，实已成为本领域从业者亟待解决的课题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种带有非线性温度补偿的多路输出带隙基准电路，用以降低传统带隙基准电路的温度系数，实现接近零温度系数的基准电压或电流进而解决现有技术中出现的补偿稳定性差以及电流转换精度不易控制等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种带有非线性温度补偿的多路输出带隙基准电路，至少包括：基准电路系统启动单元，用以在上电后发出脉冲信号；负温度系数电流产生单元，用以接收到脉冲信号后产生线性负温度系数IPTAT电流并进行镜像传输；正温度系数电流产生单元，用以接收到脉冲信号后产生线性正温度系数PTAT电流并进行镜像传输；温度检测单元，连接所述负温度系数电流产生单元以及正温度系数电流产生单元，用以对所述正温度系数电流产生单元中三极管基极与发射极之间的电压进行温度检测，将检测信号转化为非线性温度系数电流，并传输至该负温度系数电流产生单元；基准电压产生单元，连接所述温度检测单元，用以产生零温度系数基准电压并提供给所述温度检测单元；基准电流输出单元，连接所述负温度系数电流产生单元、正温度系数电流产生单元、以及温度检测单元，将非线性温度系数电流、该线性负温度系数IPTAT电流、与线性正温度系数PTAT电流进行叠加后输出零温度系数基准电流。