[发明专利]高阶温度补偿带隙基准电路

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，具体涉及一种高阶温度补偿带隙基准电路。

背景技术

带隙基准电路是许多模拟及数模混合电路系统的基本模块，其为模拟及数模混合电路系统提供稳定的参考电压，其性能特性直接影响模拟及数模混合电路系统的性能特性。

图1给出了一种传统的一阶带隙基准，电阻R2与R3完全一样，NMOS晶体管M1与M2具有相同的宽长比，PNP型三极管Q2的发射极面积是PNP型三极管Q1的发射极面积的α倍。PNP型三极管Q1的发射极-基极电压V_EB1随着温度增加而降低，电阻R2的两端电压其中k是玻耳兹曼常数，T是绝对温度，q是电子电荷,R₁为电阻R1的阻值，R₂为电阻R2的阻值。根据叠加原理，图1所示的带隙基准电路输出端VREF的电压式中，V_EB1具有负温度系数，具有正温度系数，因而合理调整α、R₁及R₂的大小，在一定温度范围内可以得到零温度系数的带隙基准参考电压V_REF。

然而，由于PNP型三极管发射极-基极电压V_EB的温度非线性使得一阶带隙基准参考电压具有较高的温度系数，从而制约了一阶带隙基准电路在高精度系统中的应用。

发明内容

本申请通过提供一种高阶温度补偿带隙基准电路，能够大大降低带隙基准电路输出电压的温度系数。

本申请采用以下技术方案予以实现：

一种高阶温度补偿带隙基准电路，包括启动电路、双极型带隙基准电路、分段线性温度补偿电路以及ΔV_GS温度补偿电路，其中，所述启动电路的启动信号输出端分别连接所述双极型带隙基准电路的启动信号输入端以及ΔV_GS温度补偿电路的启动信号输入端，所述双极型带隙基准电路的信号输出端分别连接所述启动电路的电压信号输入端以及所述分段线性温度补偿电路的信号输入端，所述启动电路使得带隙基准电路正常工作，所述双极型带隙基准电路产生低温度系数的带隙参考电压，所述分段线性温度补偿电路产生温度分段线性补偿电压，所述ΔV_GS温度补偿电路产生ΔV_GS温度补偿电压，所述分段线性温度补偿电路以及ΔV_GS温度补偿电路对所述双极型带隙基准电路进行温度补偿，即将所述分段线性温度补偿电路产生的温度分段线性补偿电压和所述ΔV_GS温度补偿电路产生的ΔV_GS温度补偿电压加入到所述双极型带隙基准电路产生的低温度系数带隙参考电压中。

作为一种优选的技术方案，所述启动电路包括：PMOS管MS1、PMOS管MS2、NMOS管MS3、NMOS管MS4、NMOS管MS5以及NMOS管MS6，所述双极型带隙基准电路包括：PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、PMOS管M5、误差放大器A1、误差放大器A2、PNP型三极管Q1、PNP型三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及电阻R5，所述分段线性温度补偿电路包括：PMOS管M6、PMOS管M9、PMOS管M10、PMOS管M11、PMOS管M13、PMOS管M14、PMOS管M15、NMOS管M7、NMOS管M8以及NMOS管M12，所述ΔV_GS温度补偿电路包括：PMOS管M16、PMOS管M17、PMOS管M18、NMOS管M19、NMOS管M20、误差放大器A3、电阻R6以及电阻R7；

其中，在所述启动电路中PMOS管MS1的源极与外部电源VDD相连，PMOS管MS1的栅极与PMOS管MS1的漏极以及PMOS管MS2的源极相连，PMOS管MS2的栅极与PMOS管MS2的漏极、NMOS管MS3的漏极、NMOS管MS4的栅极、NMOS管MS5的栅极以及NMOS管MS6的栅极相连，NMOS管MS3的源极与NMOS管MS4的源极、NMOS管MS5的源极、NMOS管MS6的源极以及外部地线GND相连；