[发明专利]一种高性能基准电压源

权利要求书

1.一种高性能基准电压源，包括：

正温度系数PTAT电流产生电路，用于产生一正温度系数的电流I₀；

偏置电路，用于将镜像恒流源的各PMOS管的栅极电压稳定在设计值；

镜像恒流源，用于为所述正温度系数PTAT电流产生电路提供电流I₀并将该电流向电流电压转换电路输出；

电流电压转换电路，用于将所述正温度系数的电流I₀转换为正温度系数的电压；

负温度系数CTAT电压产生电路，用于将所述正温度系数PTAT电流产生电路的一三极管的基极发射极电压按比例产生一负温度系数电压并输出，以使所述电流电压转换电路产生的正温度系数PTAT的电压的基准抬高从而在所述电流电压转换电路的上端获得所述正温度系数的电压与负温度系数电压之和的基准电压，所述负温度系数CTAT电压产生电路包括第二运放、第三运放以及M个串联且二极管连接的PMOS管，所述第二运放的输出端与其反相输入端与二极管连接的PMOS管BPM(1)的源极相连，二极管连接的PMOS管BPM(1)的栅极和漏极连接至二极管连接的PMOS管BPM(2)的源极，……以此类推，二极管连接的PMOS管BPM(M-2)的栅极和漏极连接至二极管连接的PMOS管BPM(M-1)的源极，二极管连接的PMOS管BPM(M-1)的栅极和漏极连接至二极管连接的PMOS管BPM(M)的源极，二极管连接的PMOS管BPM(M)的栅极和漏极接地，二极管连接的PMOS管BPM(M-1)的栅极和漏极还连接至所述第三运放的同相输入端，所述第三运放的输出端与其反相输入端和所述电流电压转换电路相连。

2.如权利要求1所述的一种高性能基准电压源，其特征在于：所述正温度系数PTAT电流产生电路包括第一PNP三极管、第二PNP三极管和第一电阻，所述第一PNP管和第二PNP管的集电极和基极接地，所述第一PNP管的发射极连接至第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述偏置电路与所述镜像恒流源，所述第二PNP管的发射极连接至所述偏置电路、所述镜像恒流源与所述负温度系数CTAT电压产生电路。

3.如权利要求2所述的一种高性能基准电压源，其特征在于：所述偏置电路包括第一运放，所述第一运放的反相输入端连接所述第一电阻与所述镜像恒流源，所述第一运放的同相输入端连接所述第二PNP管的发射极、所述镜像恒流源与所述负温度系数CTAT电压产生电路。

4.如权利要求3所述的一种高性能基准电压源，其特征在于：所述镜像恒流源包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管，所述第一PMOS管的栅极与第二PMOS管的栅极和第三PMOS管的栅极相连，所述第一PMOS管的源极、第二PMOS管的源极和第三PMOS管的源极接电源电压，所述第一PMOS管漏极连接所述第一电阻以及所述第一运放的反相输入端，所述第二PMOS管的漏极连接所述第二PNP管的发射极、第一运放的同相输入端以及负温度系数CTAT电压产生电路，所述第三PMOS管的漏极与所述电流电压转换电路连接输出所述基准电压。

5.如权利要求4所述的一种高性能基准电压源，其特征在于：所述电流电压转换电路包括一个或多个串联的电阻，连接于所述第三PMOS管的漏极与所述第三运放的输出端之间。

6.如权利要求5所述的一种高性能基准电压源，其特征在于，所述基准电压Vref为：

其中，R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述电流电压转换电路的电阻值，V_be2为所述第二PNP三极管的基极发射极电压，M为所述负温度系数CTAT电压产生电路中串联的PMOS管的个数，N为所述第一PNP三极管与所述第二PNP三极管的尺寸比值，K为波耳兹曼常数，T为热力学温度，q为电子电荷，通过调节参数M、N及R2/R1的值实现对温度的一阶补偿，从而实现一个与电源电压以及温度近似无关的基准电压。

7.如权利要求6所述的一种高性能基准电压源，其特征在于：所述第一至第三PMOS管的尺寸比值为1：1：1。