[发明专利]一种低功耗低电压低温漂的带隙基准电压源

说明书

本发明公开了一种低功耗低电压低温漂的带隙基准电压源，包括启动电路、带隙基准核心电路和参考电源产生电路，其中，所述启动电路用于在电源电压上电过程中启动所述带隙基准核心电路和所述参考电源产生电路；所述带隙基准核心电路用于产生正温度系数电流；所述参考电源产生电路用于产生负温度系数电流，并利用由三极管和NMOS管组成的源级负反馈结构，对所述负温度系数电流进行初步补偿，再利用电阻联结对所述正温度系数电流和所述负温度系数电流产生的电压进行相互补偿，获得参考电压源。该带隙基准电压源采用三极管的发射结电压和NMOS管的栅源电压的负温度系数做差以及源级负反馈，能够获得低温漂系数的参考电压源。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种低功耗低电压低温漂的带隙基准电压源。

背景技术

随着物联网产业的迅速发展，无线电子设备市场急剧增长。同时，随着集成电路工艺节点的降低，电子元器件的集成度指数增加。作为电路的基本单元，带隙基准电压源在芯片的参考源应用中起着极大的作用，比如应用在运算放大器、ADC、误差放大器等的参考电位中，并且其性能往往在很大程度上影响着整个系统的性能。

传统的带隙基准电压源如图1所示。运算放大器与PMOS管M1、M2所形成的闭环回路，迫使节点X、Y电压相等，即V_X＝V_Y，从而保证两侧流过三极管的电流相同，即产生正温度系数电流：其中，K是玻尔兹曼常数，T是绝对温度，q是单位电荷电量，n为三极管Q1、Q2面积比，R1为电阻。此电流在理想条件下不随电源电压变化，且正比于绝对温度。

正温度系数电流I_PTAT通过PMOS管M3管复制到输出电路，产生带隙基准电压其中，V_BE3为三极管Q3的发射结电压，表现为负温度系数特性。在理想情况下，通过合理调节大小，得到一个对温度变化敏感度较低的参考电压源。

传统结构的带隙基准电压源缺点显著。具体表现在实际应用中，由于三极管的发射结电压V_BE的负温度系数呈现非线性，仅仅通过一阶温度补偿难以达到很好的效果。并且由于三极管Q3的发射结电压V_BE3较大，输出电压难以满足低功耗电路的需求。因此，传统的带隙基准电压源结构无法很好地适应日益先进的低电压低功耗电路。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种低功耗低电压低温漂的带隙基准电压源。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种低功耗低电压低温漂的带隙基准电压源，包括启动电路、带隙基准核心电路和参考电源产生电路，其中，

所述启动电路用于在电源电压上电过程中启动所述带隙基准核心电路和所述参考电源产生电路；

所述带隙基准核心电路用于产生正温度系数电流；

所述参考电源产生电路用于产生负温度系数电流，并利用由三极管和NMOS管组成的源级负反馈结构，对所述负温度系数电流进行初步补偿，再利用电阻联结对所述正温度系数电流和所述负温度系数电流产生的电压进行相互补偿，获得参考电压源。

在本发明的一个实施例中，所述启动电路包括PMOS管M16、PMOS管M17、NMOS管M18和NMOS管M19，其中，

所述PMOS管M16的源极连接电源电压VDD，漏极和栅极均连接所述PMOS管M17的源极；所述PMOS管M17的栅极和所述NMOS管M18的栅极均连接至参考电压Vr的输出端，所述PMOS管M17的漏极和所述NMOS管M18的漏极均连接至所述NMOS管M19的栅极；所述NMOS管M19的漏极连接所述参考电源产生电路和所述带隙基准核心电路，所述NMOS管M18的源极和所述NMOS管的M19的源极均连接地电位GND。