[发明专利]带隙基准电路、集成电路和带隙基准电压生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路技术，具体涉及一种带隙基准电路、包含其的集成电路和带隙基准电压生成方法。

背景技术

带隙(bandgap)基准电路用于为电路提供不随温度变化的基准电压。图1是现有的带隙基准电路10的电路示意图。如图1所示，通过将晶体管Q1、Q2设置为相同的晶体管，同时将电流源I1和I2的电流比值设置为n：1，则晶体管Q1的发射极电压v_BE1(也即，PN结电压)和晶体管Q2的发射极电压v_BE2(也即，PN结电压)满足：

v_BE1-v_BE2＝v_T·ln(n)

其中，v_T(＝k·T/q)是晶体管Q1、Q2的热电压。k是玻尔兹曼常数，等于1.38×10^-23,T为绝对温度，q为元电荷的电荷量，等于1.602×10^-19。

由此，上述差值与绝对温度成正比，图1所示的带隙基准电路10利用运算放大器OP获得该差值，并基于该差值控制受控电流源I3产生于绝对温度成正比的电流，进而对晶体管Q3的发射极电压v_BE3进行修正，抵消其中与绝对温度相关的部分，输出不随温度变化的带隙基准电压v_REF。

但是，在实际电路中，运算放大器OP会受到失调电压和低频闪烁噪声的影响，使得其不可能按照理想运算放大器的特性运行，由此导致带隙基准电路精确度下降。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种带隙基准电路、集成电路和带隙基准电压生成方法消除运算放大器的失调电压和低频闪烁噪声对于电路的负面影响。

第一方面，提供一种带隙基准电路，包括第一电压输出电路、第二电压输出电路、第一电容、第二电容、第三电容、模式控制电路和运算放大器；

所述第一电压输出电路输出第一电压，所述第二电压输出电路输出第二电压，所述第一电压和所述第二电压的差值与绝对温度成正比；

所述第一电容、第二电容和第三电容的第一端均与所述运算放大器的反相输入端连接；

所述模式控制电路控制所述带隙基准电路的连接模式，在第一模式下使得所述第三电容聚集与等效误差电压成比例的电荷量，在由第一模式切换到第二模式时使得第一电容和第二电容向所述第三电容转移电荷量与所述第一电压、第二电压的差值成比例的电荷，从而基于所述与等效误差电压成比例的电荷量对运算放大器的反相输入端的等效误差电压进行补偿，输出带隙基准电压；

所述等效误差电压用于表征所述运算放大器的低频闪烁噪声和失调电压。

优选地，所述模式控制电路用于在第一模式下使得所述第一电容的第二端与所述第一电压输出电路连接，所述第二电容的第二端和所述第一电压输出电路连接，所述第三电容的第二端连接到参考点；在第二模式下使得所述第一电容的第二端连接到参考点，所述第二电容的第二端和所述第二电压输出电路连接，所述第三电容的第二端连接到所述运算放大器的输出端；

所述运算放大器的同相输入端连接到参考点。

优选地，在第一模式下，第一电容和第二电容上存储的总电荷为：

Q₍₁₊₂₎₁＝(C₁+C₂)·(v_BE1-v_com-v_n)

在第一模式下，第三电容上存储的电荷为：

Q₃₁＝-C₃·v_n

在第二模式下，第一电容和第二电容上存储的总电荷为：

Q₍₁₊₂₎₂＝C₂v_BE2-C₂v_com-(C₁+C₂)v_n

在第二模式下，第三电容上存储电荷为：

Q₃₂＝-C₃v_n+(C₁+C₂)v_BE1-C₂v_BE2-C₁v_com