[发明专利]一种提供零温度系数电压和电流的方法及电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种提供零温度系数电压和电流的方法及电路。

背景技术

带隙基准参考源电路广泛地应用于模拟电路中，带隙基准参考源电路可以提供一个与工艺、电压和温度无关的电压，该电压可用于温度检测电路、数据转换器、低压差线性稳压器等电路中。

在现有的技术实现中，主要采用具有正温度特性的两个不同电流密度的三极管得到的VBE电压差，并将该电压加到一个低温度系数电阻（其温度系数与VBE电压差的温度系数相比甚微）上，得到一个与温度成正比的电流，再将该电流送给一个相同类型的低温度系数电阻，得到一个正温度系数的电压，该电压与三极管具有负温度系数的VBE电压相加，得到一个零温度系数电压。

在深亚微米工艺下，芯片的集成度越来越高，功耗也越来越大，使得芯片的工作温度变化比较大，使得电路中的工作电流也随温度变化而变化，目前的技术仅能提供零温度系数的电压，无法同时得到零温度系数的电流。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种提供零温度系数电压和电流的方法及电路，能够同时提供零温度系数电压和零温度系数电路。

本发明的一个方面，提供一种带隙基准参考源电路，其特征在于，包括第一双极型晶体管、第二双极型晶体管、第一晶体管、第二晶体管、运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻；其中，

所述第一双极型晶体管的集电极和基极接地，发射极连接所述第二电阻的一端和所述运算放大器的反相输入端；

所述第二双极型晶体管的集电极和基极接地，发射极连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述第三电阻的一端和所述运算放大器的正相输入端；

所述第一晶体管的漏极连接所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的另一端、所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地；

所述第一晶体管的栅极和所述第二晶体管的栅极连接所述运算放大器的输出端；所述第一晶体管的源极和所述第二晶体管的源极连接电源；所述第二晶体管的漏端为零温度系数电流输出端；

所述第一电阻、第二电阻、第三电阻为正温度系数的电阻或负温度系数的电阻，所述第四电阻为正温度系数的电阻，且所述第四电阻的正温度系数大于所述第一电阻、第二电阻、第三电阻的温度系数的绝对值。

作为上述技术方案的优选，所述第二电阻与第三电阻的阻值相等。

作为上述技术方案的优选，所述第四电阻由第五电阻和第六电阻串联替代。

作为上述技术方案的优选，还包括第七电阻，所述第七电阻连接在所述第一晶体管和第二电阻、第三电阻之间。

作为上述技术方案的优选，所述第一晶体管、第二晶体管为MOS场效应管或双极性晶体管。

本发明还提出一种提供零温度系数电压和电流，包括提供前述的带隙基准参考源电路，还包括以下步骤：

设置误差放大器的正相输入端和反相输入端具有相等的电压；

调节第一电阻、第二电阻和第三电阻，使第二电阻上的正温度系数的电压与第一双极型晶体管的负温度系数的电压相加，得到零温度系数的第一电压；

调节第四电阻，使经过第四电阻的负温度系数的电流与第一双极型晶体管和第二双极型晶体管的正温度系数的电流相加，得到零温度系数的电流。

作为上述技术方案的优选，当所述第四电阻由第五电阻和第六电阻串联替代时，所述方法还包括：

调节所述第五电阻、第六电阻的相对大小，得到范围在0V和第一电压之间的零温度系数的第二电压。

本发明通过采用正温度系数电阻R4，得到一个负温度系数的电流，该电流与PTAT电流相加，得到一个零温度系数电流；利用产生的正温度系数电流，通过适当设置电阻R1、R2、R3的阻值，可以得到零温度系数电压VBG；并且VBG不受电阻R4的影响；在实际制备中，会使得器件偏离设计值，可以通过微调R1、R2、R3，得到零温度系数电压；通过微调R4的大小，得到零温度系数电流；利用电阻R4A、R4B的分压可以得到小于1V的带隙基准电压；通过调整R4A、R4B的比例，可实现多幅值大小的基准电压输出，给系统提供了更好的灵活性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明