[发明专利]一种高阶温度补偿的低温漂基准源电路

说明书

技术领域

本发明涉及带隙基准源设计研究领域，具体地，涉及一种高阶温度补偿的低温漂基准源电路。

背景技术

带隙基准源是最基本的模拟电路模块，ADC/DAC、传感器接口电路、电压转换器等集成电路都需要基准源提供参考电压。集成电路要达到很好的性能和温度稳定性，基准源首先必须具备高精度和低温漂。

带隙基准电压产生的原理是：两个电流密度不同的三极管基极发射极电压差(ΔVbe)与温度成正比，三极管基极发射极电压(Vbe)与温度成反比。正温度系数的ΔVbe与幅度系数的Vbe相加产生温度系数很小的电压。

这种电路是对Vbe的负温度系数进行了线性的补偿，因此也称为一阶带隙基准源。但是由于Vbe的非线性，一般的带隙基准电源温度漂移依然相对较大，无法满足很多高性能集成电路的要求。

综上所述，本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，现有的带隙基准源电路存在温度漂移较大的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种高阶温度补偿的低温漂基准源电路，解决了现有的带隙基准源电路存在温度漂移较大的技术问题，实现了能够精确补偿带隙电压高阶特性，产生温度系数较小的基准电压的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种高阶温度补偿的低温漂基准源电路，所述低温漂基准源电路包括：带隙电压产生核心电路1、负温度系数电流产生电路2、补偿电流产生电路3、启动电路4，补偿电流产生电路3中设有分段电流选择电路5。其中，带隙电压产生核心电路1与负温度系数电流产生电路2、补偿电流产生电路3和启动电路4相连，补偿电流产生电路3与负温度系数电流产生电路2和带隙电压产生核心电路1相连；带隙电压产生核心电路1用于产生一阶带隙基准电压并与高阶补偿电压相加，产生温漂很小的带隙电压，带隙电压产生核心电路1同时为补偿电流产生电路3提供正温度系数电流和正温度系数参考电压；负温度系数电流产生电路2用于产生负温度系数电流，负温度系数电流产生电路2同时为补偿电流产生电路3提供负温度系数参考电压；补偿电流产生电路3用于产生补偿电流，补偿电流流经带隙电压产生核心电路1中的电阻，产生高阶补偿电压；启动电路4用于迫使电路进入正常工作状态；分段电流选择电路5用于根据不同温度选择正温度系数电流或负温度系数电流，产生V型补偿电流。

其中，本申请中的电路对一阶带隙基准电压的高阶温度特性进行了补偿，利用一对正、负温度系数电流和分段电流选择电路，产生V型下抛的补偿电流，补偿带隙电压的上抛温度特性。分段电流选择电路由4个PMOS夸导管组成，结构非常简单，其产生补偿电流的思想为：通过调节正、负温度系数电压交越点和PMOS夸导管的宽长比，可以调整优化补偿电流温度曲线谷底两侧斜率和底部曲线弧度，产生与带隙电压上抛曲线很匹配的补偿曲线。

其中，带隙电压产生核心电路1包括：PMOS管MP1、MP2、MP6、MP7、MP12，NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6，三极管Q1、Q2，电阻R1、R2、R3；其中：

MP1、MP2、MP3的源极与电源相连，MP1、MP2、MP3的栅极与MP6的漏极相连，MP2漏极与MP7源极相连，MP1漏极与MP6源极相连，MP7、MP6、MP12的栅极接到一起并连接到MP12的漏极以及MN6的漏极；MP12的源极与电源相连；MP1、MP2、MP3形成电流镜像电路，MP6与MP1串联，MP7与MP2串联；MN1、MN2、MN3的栅极接到一起并与MN2的漏极相连，MN2的源极接到三极管Q1的集电极，MN1的漏极接到三极管Q2的集电极；MN3的源极接到一阶带隙基准电压V_ref并接到Q1和Q2的基极，以及MN5的漏极；三极管Q1的发射极接到R1的负端，三极管Q2的发射极接到R1的正端；R2的正端接到Q1的发射极与R1的负端，R3的正端与R2的负端相连，并接到温度补偿电流输出ICOMP，R3的负端接到地；MN4、MN5、MN6的源极接地，MN4、MN5、MN6的栅极接到一起并接到MN4的漏极形成镜像电流源。

其中，负温度系数电流产生电路2包括：PMOS管MP5、MP8、MP9、MP13，三极管Q3、Q4，电阻R4、R5；其中：