[发明专利]一种无运放的带隙基准电路

说明书

本发明公开了一种无运放的带隙基准电路，该带隙基准电路包括带隙核心单元、钳位单元和启动单元；带隙核心单元用于产生零温度系数基准电压VREF；钳位单元的输入端分别连接钳位电压VA和钳位电压VB，输出端连接基准电压VREF，与带隙核心单元构成负反馈，用于保证带隙核心单元输出的钳位电压VA与钳位电压VB相等；启动单元的输入端连接钳位电压VB，输出端输出启动信号Vstart至钳位单元，用于保证钳位单元和带隙核心单元在上电时迅速进入正常工作状态。本发明由于未采用运放结构，削弱了失调电压对基准电压VREF的影响，采用电阻比例补偿技术降低了基准电压的温度系数。本发明具有低温漂、低功耗、结构简单的优点，可用于对静态功耗要求高的芯片。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，特别涉及一种无运放的带隙基准电路，可用于电源管理芯片中。

背景技术

基准电压源是模拟电路和数模混合电路中不可缺少的一个单元模块，被广泛应用于高精度的电源管理芯片、AD/DA转换器、随机动态存储器等集成电路设计中。在诸多的基准电路结构中，带隙基准电压源因其能提供精确的电压，且温度稳定性高，成为目前应用最为广泛的基准电压源技术。

参照图1，传统的带隙基准电压源电路基本原理是，将两个具有相反温度系数的电压信号按照一定的比例相加，得到一个与温度无关的基准电压，其公式可表示为:

其中V_REF是基准电压，V_BEQ7是NPN管Q7的基射极电压，具有负温度系数；ΔV_BE＝V_BEQ7-V_BEQ8，具有正温度系数。通过精确调节R与R₁的比值，可以有效抵消V_BEQ7中负温度分量，从而得到与温度变化无关的基准电压V_REF。

传统带隙基准电压源电路通常采用运算放大器A来保证M、N两点的电位相等，然而该方法有以下不足：(1)运算放大器A的性能会随着温度的变化而降低；(2)运算放大器A的失调电压会影响基准电压V_REF的精度；(3)运算放大器A的最小工作电压限制了M、N两点的最小输入电压，增大了电路的功耗；(4)三极管的基射极电压V_BE与温度并非线性关系，不仅包含一阶项，还包含若干高阶项，而传统带隙基准电压源电路只对与温度相关的一阶项或者部分高阶项进行补偿，难以得到低温度系数的基准电压。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种无运放的带隙基准电路，以解决运算放大器对带隙基准电路的影响问题，降低基准电压的温度系数，降低电路的功耗。

为实现上述目的，本发明包括：带隙核心单元1、钳位单元2和启动单元3。

所述带隙核心单元1用于产生零温度系数基准电压VREF；该带隙核心单元1设有三个输出端，其中第一输出端输出钳位电压VB；第二输出端输出钳位电压VA；第三输出端作为整个带隙基准电路的输出，并输出零温度系数基准电压VREF；

所述钳位单元2设有三个输入端和一个输出端；其中第一输入端连接钳位电压VA，第二输入端连接钳位电压VB，第三输入端连接启动信号Vstart；其输出端连接至带隙核心单元1的第三输出端，构成负反馈环路；该钳位单元2用于保证钳位电压VA与钳位电压VB相等，从而进一步保证零温度系数基准电压VREF的稳定输出；

所述启动单元3设有一个输入端和一个输出端，其输入端连接钳位电压VB；其输出端输出启动信号Vstart；该启动单元3在上电时保证带隙核心单元1和钳位单元2迅速进入正常工作状态，并且在其正常工作后及时关断，减少电路功耗。