[发明专利]一种高阶温度补偿电流产生电路及电流连续调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流产生电路，尤其涉及一种高阶温度补偿的电流产生电路。

本发明还涉及了高阶温度补偿电流产生电路的电流连续调节方法。

背景技术

在模拟、数模混合，甚至纯数字电路中都需要温度传感电路和随温度变化稳定的参考电压源，其温度变化的线性和稳定性直接决定了整个电路的性能。存在许多方法来测量温度，比如热电偶，热电阻等等，但是热电偶存在信号小、需要冷端补偿等缺点，成本也较高。热电阻的线性不好，而基于半导体工艺的半导体温度传感器则具有精度高，线性好，量产成本低的特点，是一种上佳的温度感知器件。

为了达到精确的温度测量目的，我们需要一个和绝对温度成正比的物理量进行量测。两个面积成1∶N比例而集电极电流相同的双极型晶体管的V_BE之电压差ΔV_BE是一个与绝对温度完全线性的物理量，对于它的量测是实现温度测量的基础。另外硅能隙基准V_bandgap可以由ΔV_BE与V_BE按一定比例相加而成，大约在1.2V左右，如果设计精确合理，V_bandgap可以达到几个ppm的精度。ΔV_BE与V_bandgap的比例值是一个可测量的物理量，用它对温度进行表征。

除了温度传感电路，电压基准源也必须具有非常小的温度系数，而能隙参考电压源是目前具有最小温度系数的参考电压源，能隙参考电压源的原理描述如前硅能隙基准V_bandgap所述。

对于温度传感物理量ΔV_BE与V_bandgap的比例R，我们可按照温度作泰勒展开可以表示成R＝a₀+a₁*T+a₂*T²+a₃*T³+….精确的温度传感电路的设计就是使a₂，a₃，...温度的高阶系数尽可能最小，为此需要进行二阶补偿、三阶补偿甚至于更高阶的补偿。产生高阶项的原因是多方面的，比如产生V_bandgap的晶体管的V_BE与温度有指数关系；在集成电路中，电阻具有较大的温度系数，使的I_PTAT电流出现了高阶项，导致电路中的偏置电流出现了高阶项。

同理，如果我们将基准电压源按照温度作泰勒展开可以表示成V_bandgap＝b₀+b₁*T+b₂*T²+…，基准电压源的设计就是使温度的各阶系数b₁，b₂，....尽可能最小，为此需要进行一阶补偿、二阶补偿、...，普通的能隙基准电压源只进行了一阶补偿，为了进一步提高基准电压源的温度稳定性，还必须进行二阶补偿甚至更高阶的补偿。因此为了要获得精确的温度传感电路或者更好温度特性的基准电压源电路，必须对其进行二阶补偿、三阶补偿甚至更高阶的补偿。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服上面所述的技术缺陷，提供一种高阶温度补偿的电流产生电路，同时也提供一种高阶温度补偿的电流产生电路的电流连续调节方法。

为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种高阶温度补偿电流产生电路，包括有至少一个二阶温度补偿电流产生电路，所述的二阶温度补偿电流产生电路进一步包括有通过电性连接的五个三极管Q20、Q21、Q22、Q23、Q24和电阻R20及调节电阻R21，三极管Q20的集电极与基极连接恒流源I_PTAT；三极管Q21的集电极与基极连接三极管Q20的发射极，三极管Q21的发射极接地；三极管Q22的基极与三极管Q20的基极相连后连接恒流源I_PTAT，三极管Q22的集电极连接电源VDD；三极管Q23的基极与三极管Q21的基极相连后连接三极管Q20的发射极，三极管Q23的发射极接地；作为输出端的三极管Q24的集电极连接目标模块，三极管Q24的发射极连接调节电阻R21后接地，三极管Q24的基极与三极管Q23的集电极相连后连接三极管Q22的发射极，三极管Q24的基极连接电阻R20后接地。

恒流源I_PTAT是一个与绝对温度成正比的电流源。