[发明专利]一种电流型带隙基准源

说明书

技术领域

本发明涉模拟集成电路设计领域，更具体地涉及一种采用电流叠加技术实现的集成带隙基准电压产生电路。

背景技术

带隙基准源是模拟集成电路中一个常用的模块，广泛用于各种模拟集成电路和模拟/混合信号集成电路中，包括数据转换器、开关电容电路、单片图像传感器、微机电系统（MEMS）接口电路等。

传统的带隙基准源电路采用电压求和的方式产生带隙基准电压，图1是一种传统的带隙基准源电路。该电路通过一个负温度系数电压V_BE与一个正温度系数电压NV_T求和，获得独立于温度的输出电压V_OUT=V_BE+NV_T。由于三极管发射结电压V_BE和热电压NV_T都是相对独立于电源和工艺的电压，因此输出电压V_OUT有独立于工艺、电压和温度的特性，这个特性被很多高精度模拟系统所需要。这种电压求和技术的一个问题是输出电压V_OUT的额定值基本都固定在1.2V左右，这是因为硅工艺中三极管发射结电压V_BE为0.75V左右，其温度系数为-1.5mV/K，而与之相对应的热电压NV_T大概是0.45V。中国专利CN101799699A采用了这种电压求和技术，这种电压求和技术的另外一个问题在于输出驱动能力很弱，它几乎不能提供负载电流，导致需要使用附加的缓冲器。

在一些应用例如MEMS接口电路中，需要高于3V的基准电压，而一些低电压应用中需要低于1V的基准电压，传统的采用电压求和技术的基准电压电路并不能满足需求，而大多数电路中要求基准电压有一定负载的驱动能力，给负载提供一定的电流，传统带隙基准源也不能直接使用。

发明内容

本发明的目的在于，为解决上述技术问题，采用电流求和技术产生带隙基准电压，该带隙基准电压可以为电源范围内的任意值，并且具有输出驱动能力。

为实现上述目的，本发明提供了一种集成电路带隙基准源，其特征在于，所述集成电路带隙基准源包含：

第一电流产生电路301、第二电流产生电路302、电流求和电路303和电压重建电路304；

第一电流产生电路301，用于产生随温度升高而降低的电流，即用于产生负温度系数电流；

第二电流产生电路302，用于产生随温度升高而升高的电流，即用于产生正温度系数电流；

第一电流产生电路301的输出端与电流求和电路303的一个输入端相连，第二电流产生电路302的输出端与电流求和电路303的另一个输入端相连，该电流求和电路303用于将第一电流产生电路301和第二电流产生电路302各自输出的电流按某一设定比例叠加；

电流求和电路303的输出端与电压重建电路304的输入端相连且该电压重建电路304的输出端作为集成电路带隙基准源的输出端。

上述第一电流产生电路301包含：P型电流镜、N型电流镜、电阻R1和PNP型三极管；

所述P型电流镜为所述N型电流镜互为负载，从而形成自偏置结构；

所述电阻R1连接在所述N型电流镜的输出管的源级和负电源之间；

所述PNP型三极管的发射极连接在所述N型电流镜的输入管的源级，且该PNP型三极管的基极和集电极接所述负电源；

其中，所述PNP型三极管采用NPN型三极管或者二极管代替。

上述第二电流产生电路302包含：P型电流镜、N型电流镜、电阻R2和两个PNP型三极管；

所述P型电流镜和N型电流镜互为负载，从而形成自偏置结构；

所述电阻R2连接在所述N型电流镜的输出管的源级和其中一个PNP型三极管的发射极之间，该PNP型三极管的基极和集电极接负电源；另一个PNP型三极管的发射级连接在所述N型电流镜的输入管的源级，该PNP型三极管的集电极和基极连接到负电源；

其中，所述两个PNP型三极管全部或其中之一采用NPN型三极管或者二极管代替。

上述P型电流镜和N型电流镜采用共源共栅结构。

上述电流求和电路303包含两个P型MOS管，所述两个P型MOS管的栅极分别与第一电流产生电路301和第二电流产生电路302包含的P型电流镜相连，且所述两个P型MOS管的漏极短接形成电流求和电路输出。

上述P型电流镜包含：第一PMOS型晶体管和第二PMOS型晶体管；所述N型电流镜包含：第一NMOS型晶体管和第二NMOS型晶体管；