[发明专利]一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源

说明书

本发明公开了一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源，包括：启动电路、带隙核心电路和高阶曲率补偿电路，其中：启动电路的输入端与带隙核心电路的输出端相连，启动电路的输出端与带隙核心电路的第一输入端相连，高阶曲率补偿电路的输出端与带隙核心电路的第二输入端相连，带隙核心电路的输出即为基准电压源，启动电路、带隙核心电路和高阶曲率补偿电路串接于电源电压和系统地之间；启动电路用于为带隙核心电路提供启动电流；高阶曲率补偿电路用于为带隙核心电路提供补偿电流；带隙核心电路用于产生带隙基准电源电压。通过本发明可以实现抵消带隙基准电压随温度的高阶非线性，减小带隙基准电压源温漂。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，特别是涉及一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源。

背景技术

目前，基准电压源已作为半导体集成电路中不可缺少的基本模块，其广泛用于放大器、模数转换器、数模转换器、射频、传感器和电源管理芯片中。传统的基准电压源包括基于齐纳二极管反向击穿特性的电压基准、基于PN结正向导通特性的电压基准和带隙基准等多种实现方式，其中，由于带隙基准具有高精度、低温漂和高电源抑制比等优点，因此，得到了广泛应用。

图1所示为现有技术中的带隙基准电压源，利用两个PNP三极管Q1和Q2的发射极-基极电压VEB的差值ΔVEB来产生正温度系数的电压，利用Q1的VEB来产生负温度系数的电压。其中，两个PNP三极管Q1和Q2的发射结面积比例为1:8，MOS管(metal oxidesemiconductor，金属氧化物半导体晶体管)M1和M2的宽长比为1:1，R2和R3的阻值为1:1。带隙基准电压VBG的表达式为：其中，VBE_Q3为NPN三极管Q3的基极电压，VT为NPN三极管Q3的截止电压，VEB的负温度系数约为-2mV/℃，VT的正温度系数约为+0.085mV/℃，通过选取合适的R1、R2、R3、R4阻值，可得到零温度系数的带隙基准电压。

然而由于VEB的负温度系数为非线性，且VT的线性正温度特性只能补偿一阶温度系数，这种结构的温度系数被限制在20到100ppm/℃，导致带隙基准电压源的温漂比较大，因此，无法应用于对温漂要求较高的场合。

发明内容

本发明的目的在于提出一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源，以解决现有技术中带隙基准电压源温漂较大的问题。

为达到上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种带高阶曲率补偿的带隙基准电压源，包括：启动电路、带隙核心电路和高阶曲率补偿电路，其中：

所述启动电路的输入端与所述带隙核心电路的输出端相连，所述启动电路的输出端与所述带隙核心电路的第一输入端相连，所述高阶曲率补偿电路的输出端与所述带隙核心电路的第二输入端相连，所述带隙核心电路的输出即为基准电压源，所述启动电路串接于电源电压和系统地之间，所述带隙核心电路串接于所述电源电压和所述系统地之间，所述高阶曲率补偿电路串接于所述电源电压和所述系统地之间；

所述启动电路用于为所述带隙核心电路提供启动电流，所述启动电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管和第一电阻，其中：所述第一开关管的栅极作为所述启动电路的输入端与所述带隙核心电路的输出端相连；所述第一开关管的漏极与所述第二开关管的漏极相连，其公共端与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述电源电压相连；所述第二开关管的栅极和漏极相连，所述第三开关管的漏极作为所述启动电路的输出端与所述带隙核心电路的第一输入端相连；所述第一开关管的源极、所述第二开关管的源极和所述第三开关管的源极相连，并与所述系统地相连；

所述启动电路用于为所述带隙核心电路提供启动电流；

所述高阶曲率补偿电路用于为所述带隙核心电路提供补偿电流；

所述带隙核心电路用于产生带隙基准电源电压。

优选地，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管为NMOS管。