CN101901020A - 基于高阶温度补偿的低温漂cmos带隙基准电压源 - Google Patents

Abstract

基于高阶温度补偿的低温漂CMOS带隙基准电压源，其特征在于该电源包括启动电路(1)，一阶温度补偿基准电压产生电路(2)，第一误差放大器(3)及高阶温度补偿基准电压产生电路(4)，高阶温度补偿电流产生电路(5)，调节模块电路(6)；高阶温度补偿电流产生电路(5)的直流电输入端分别连接直流电源Vcc；高阶温度补偿电流产生电路(5)的第一输出端同时与启动电路(1)的第二输入端和第一误差放大器(3)的第三输入端相连；高阶温度补偿基准电压产生电路(4)的输出端就是一阶温度补偿基准电压产生电路(2)的第一输出端，与高阶温度补偿电流产生电路(5)的第一输入端相连。

Description

基于高阶温度补偿的低温漂CMOS带隙基准电压源 

技术领域

本发明涉及用于射频、数模混合电路中需要产生的极低温度系数的基准电压源。特别是高速高精度的ADC，需要一个不随环境变化的基准电压作为其比较电平和参考电平，本发明产生的基准电压具有极低温度系数，很高的电源电压抑制比的基准电压正满足了这种需求。 

背景技术

对于数模转换器、模数转换器、电压转换器、电压检测电路等模拟电路而言，基准电压源是相当重要的模块，基准电压源的稳定性直接关系到电路的工作状态及电路的性能。为了满足电路在不同外界环境下的正常工作要求，基准电压源应具有输出稳定、抗干扰能力强、温度系数小等优点。目前比较常用的是带隙基准电压源，采用双极型器件实现，输出电压值基本恒定在1.25V左右，它的工作原理是使ΔVbe(双极型晶体管在不同电流密度偏置下的两个基区-发射区的电压差)的正温度系数和Vbe(双极型晶体管基区-发射区电压)的负温度系数所产生的漂移相互抵消，并通过高阶温度补偿电流产生电路，同时抵消Vbe的高阶项，以达到极低的温度系数。 

发明内容

技术问题：本发明提供了一种基于BJT的放大系数β的新型高阶温度补偿结构的可通过单电阻微调，使输出电压达到极低温度系数的带隙基准电压源。电路在传统带隙基准电压源的基础上改进了传统运放，增加了高阶温度补偿电流产生电路，以实现在使ΔVbe(双极型晶体管在不同电流密度偏置下的两个基区-发射区的电压差)的正温度系数和Vbe(双极型晶体管基区-发射区电压)的负温度系数所产生的漂移相互抵消的基础上，并通过高阶温度补偿电流产生电路，同时抵消Vbe的高阶项，达到极低的温度系数的目的。 

技术方案：本发明是基于高阶温度补偿的低温漂CMOS带隙基准电压源，其特征在于该电源包括启动电路，一阶温度补偿基准电压产生电路，第一误差放大器及高阶温度补偿基准电压产生电路，高阶温度补偿电流产生电路，调节模块电路。启动电路，一阶温度补偿基准电压产生电路，第一误差放大器及高阶补偿基准电压产生电路，高阶温度补偿电流产生电路的直流电输入端分别连接直流电源Vcc，启动电路的第一 输入端接一阶温度补偿基准电压产生电路的第一输出端，启动电路的第二输入端接高阶温度补偿电流产生电路的第一输出端；一阶温度补偿基准电压产生电路的第二输出端与第一误差放大器的第一输入端相连，一阶温度补偿基准电压产生电路的第三输出端与第一误差放大器的第二输入端相连，一阶温度补偿基准电压产生电路的第一输入端与第一误差放大器的第一输出端相连，高阶温度补偿电流产生电路的第一输出端同时与启动电路的第二输入端和第一误差放大器的第三输入端相连；高阶温度补偿基准电压产生电路的输出端就是一阶温度补偿基准电压产生电路的第一输出端，与高阶温度补偿电流产生电路的第一输入端相连；调节模块电路的输出端与一阶温度补偿基准电压产生电路的第一输出端相连。 

所述的第一误差放大器由第1a PMOS管、第1b PMOS管，第2a PMOS管、第2b PMOS管，第1a NMOS管、第1b NMOS管，第2a NMOS管、第2b NMOS管，第1a BJT管与第2a BJT管组成。第1a PMOS管、第1b PMOS管，第2a PMOS管、第2b PMOS管的源极作为第一误差放大器的直流电输入端；第1a PMOS管、第1bPMOS管的栅极相连作为第一误差放大器的第三输入端，第1a PMOS管的漏极与第1a BJT管的集电极、第1aNMOS管漏极及栅极、第2aNMOS管栅极相连，第1b PMOS管的漏极与第2a BJT管的集电极、第1b NMOS管漏极及栅极、第2b NMOS管栅极相连；第1a BJT管的基极作为第一误差放大器的第一输入端，第2a BJT管的基极作为第一误差放大器的第二输入端；第2a PMOS管的漏极及栅极、第2b PMOS管的栅极和第2a NMOS管的漏极相连，第2b PMOS管的漏极和第2b NMOS管的漏极相连作为第一误差放大器的输出端；第1a BJT管的发射极、第2aBJT管的发射极、第1aNMOS管的源极、第1b NMOS管的源极，第2aNMOS管的源极、第2b NMOS管的源极接公共地端。 

所述的高阶温度补偿电流产生电路由第五PMOS管、第四电阻和第二误差放大器组成。第五PMOS管的源极作为高阶温度补偿电流产生电路的直流电输入端；第五PMOS管的栅极与第二误差放大器的第一输出端相连作为高阶温度补偿电流产生电路的第一输出端；第五PMOS管的漏极与第二误差放大器的第三输入端、第四电阻的一端相连；第二误差放大器的第二输入端作为高阶温度补偿电流产生电路的第一输入端；第四电阻的另一端接公共地端。 

所述的第二误差放大器由第3a PMOS管、第3b PMOS管、第4a PMOS管、第4b PMOS管、第3a NMOS管、第3b NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管和第五电阻组成。第3a PMOS管、第3b PMOS管、第4a PMOS管、第4b PMOS管的源极作为第二误差放大器的直流电输入端；第3a PMOS管的栅极、第3b PMOS管的栅 极及漏极与第五电阻的一端相连；第3a PMOS管的漏极与第四NMOS管的栅极及漏极、第五NMOS管的栅极相连；第五NMOS管的漏极与第3a NMOS管和第3b NMOS管的源极相连；第3a NMOS管的栅极作为第二误差放大器的第三输入端和第3bNMOS管的栅极作为第二误差放大器的第二输入端；第3a NMOS管的漏极与第4aPMOS管的漏极及栅极、第4b PMOS管的栅极相连；第3b NMOS管的漏极与第4bPMOS管的漏极相连作为第二误差放大器的第一输出端；第四NMOS管的源极、第五NMOS管的源极和第五电阻的另一端接公共地端。 

所述的一阶温度补偿基准电压产生电路由第一BJT管、第二BJT管、第一电阻、第2a电阻、第2b电阻、第三电阻、第t电阻和第六PMOS管组成。第六PMOS管的源极作为一阶温度补偿基准电压产生电路的直流电输入端；第六PMOS管的栅极作为一阶温度补偿基准电压产生电路的第一输入端；第六PMOS管的漏极与第t电阻的一端相连作为一阶温度补偿基准电压产生电路的第一输出端；第t电阻的另一端与第三电阻的一端相连；第三电阻的另一端与第2a，2b电阻的一端相连；第2a电阻的另一端与第一BJT管的集电极及基极相连作为一阶温度补偿基准电压产生电路的第二输出端；第2b电阻的另一端与第一电阻的一端相连作为一阶温度补偿基准电压产生电路的第三输出端；第一电阻的另一端与第二BJT管的集电极及基极相连；第一BJT管的发射极和第二BJT管的发射极接公共地端。 

有益效果： 

1.电路结构简单，包括启动电路，一阶温度补偿基准电压产生电路，第一误差放大器及高阶温度补偿基准电压产生电路，高阶温度补偿电流产生电路和调节模块电路。MOS管的工艺差异对基准电压的精度和温漂特性影响极小。 

2.本发明的基准电压源电路可以只要对一个电阻进行微调，即可达到极低的温度系数要求，相比传统的需要对几个电阻同时微调要简单的多。 

3.本发明的基准电压源电路的误差放大器采用BJT管，即实现了高阶温度补偿，同时又改善了整个基准电压的噪声特性。 

附图说明

图1是本发明的结构框图。 

图2是本发明的整体电路图。 

图3是本发明的第一误差放大器A1电路图。 

图4是本发明的第二误差放大器A2电路图。 

图5是本发明在一个工艺角下的输出电压随温度的变化曲线图。 

具体实施方式

本发明是基于高阶温度补偿的低温漂CMOS带隙基准电压源，其特征在于该电源包括启动电路，一阶温度补偿基准电压产生电路，第一误差放大器及高阶温度补偿基准电压产生电路，高阶温度补偿电流产生电路，调节模块电路。启动电路，一阶温度补偿基准电压产生电路，第一误差放大器及高阶温度补偿基准电压产生电路，高阶温度补偿电流产生电路的直流电输入端分别连接直流电源Vcc，启动电路的第一输入端接一阶温度补偿基准电压产生电路的第一输出端，启动电路的第二输入端接高阶温度补偿电流产生电路的第一输出端；一阶温度补偿基准电压产生电路的第二输出端与第一误差放大器的第一输入端相连，一阶温度补偿基准电压产生电路的第三输出端与第一误差放大器的第二输入端相连，一阶温度补偿基准电压产生电路的第一输入端与第一误差放大器的第一输出端相连，高阶温度补偿电流产生电路的第一输出端同时与启动电路的第二输入端和第一误差放大器的第三输入端相连；高阶温度补偿基准电压产生电路的输出端就是一阶温度补偿基准电压产生电路的第一输出端，与高阶温度补偿电流产生电路的第一输入端相连；调节模块电路的输出端与一阶温度补偿基准电压产生电路的第一输出端相连。高阶温度补偿基准电压产生电路的输出端具有基准电压输出端，输出基准电压。 

本发明的原理： 

图1给出了所发明的基准电压源电路的结构原理框图，图2，图3，图4给出了所发明的基准电压源电路的电路图。下面叙述该电路结构如何实现高阶温度补偿的工作原理。 

首先，对分析过程中公式上用到的一些参数定义如下：R₁表示一阶温度补偿基准电压产生电路2中第一电阻的阻值；R_2a表示一阶温度补偿基准电压产生电路2中第2a电阻的阻值；R_2b表示一阶温度补偿基准电压产生电路2中第2b电阻的阻值；R₃表示一阶温度补偿基准电压产生电路2中第三电阻的阻值；R_t表示一阶温度补偿基准电压产生电路2中第t电阻的阻值；R₄表示一阶温度补偿基准电压产生电路2中第四电阻的阻值；K表示波尔兹曼常数；q表示一个电子的电荷量；V_G是硅的带隙电压；η是与硅迁移率与温度相关性的参数；б是另一个与温度无关的参数；β为第一误 差放大器3中第1aBJT管的共射电流增益，与温度成指数函数关系；β_∞是一个与温度无关的参数；ΔE_G是第一误差放大器3中第1a BJT管中发射极正比与发射极参杂浓度的带隙能差； 

在本发明电路的工作过程中基准输出电压有三种不同性质的电压降叠加而成，第一，通过一阶温度补偿基准电压产生电路2中的第一BJT管的基极到发射极产生的电压降，可以用公式表示为： 

其中，VG(T)又可以表示成如下形式： 

V_G(T)＝V_G(T_r)-b？T c T²            (2) 

其中b，c是与温度无关的系数。结合公式(1)和(2)，可以更为清晰发现V_BE与温度的关系，其公式可以表示为： 

第二，通过一阶温度补偿基准电压产生电路2和第一误差放大器3，可以产生一条PTAT(Proportional to Absolute Temperature与绝对温度成正比例关系)的电流，并在一阶温度补偿基准电压产生电路2中的第2a电阻，第三电阻和第t电阻上产生的电压降和。此电压降用V_ptat表示： 

$V_{\mathrm{ptat}}=\frac{{\mathrm{vV}}_{\mathrm{BE}}}{R_1}-\left[\begin{array}{cc}{R}_{2b}& \frac{R_{2b}+R_{2a}}{R_{2a}}-\begin{array}{c}\left(\begin{array}{cc}{R}_3& \end{array},R_t\right)\end{array}\end{array}\right]---\left(4\right)$

其中ΔV_BE可以表示为： 

${\mathrm{vV}}_{\mathrm{BE}}=\frac{K\×T}{q}\ln \left(N\right)---\left(5\right)$

其中N表示为第2aBJT管和第1aBJT管的发射极面积之比。 

第三，通过一阶温度补偿基准电压产生电路2，第一误差放大器3和高阶温度补偿电流产生电路5，可以产生一条具有补偿温度高阶项特性的电流，并在一阶温度补偿基准电压产生电路2中的第2a电阻，第三电阻和第t电阻上产生的电压降和。此电压降用V₁表示： 

V₁＝I_b？(R_2b  2？R₃ 2 R_t)            (6) 

公式(6)中的I_b为从一阶温度补偿基准电压产生电路2的第二输出端流入第一误差放大器3的第一输入端的电流，根据BJT管的特性，I_b可以表示为： 

$I_b=\frac{I_c}{b}---\left(7\right)$

公式(7)中的I_c为第一误差放大器3中第1a BJT管的集电极电流，该电流从高阶温度补偿电流产生电路5的第五PMOS管镜像得到，I_c可以表示为： 

$I_c=\frac{V_{\mathrm{ref}}}{R_4}---\left(8\right)$

公式(8)中的β为第一误差放大器3中第1a BJT管的共射电流增益，主要有工艺决定。β可以表示与温度的关系式为： 

$b\left(T\right)=b_Y-\exp \left(\frac{{\mathrm{vE}}_G}{K\×T}\right)---\left(9\right)$

综合公式(6)、(7)、(8)、(9)，可以得到V₁与温度的详细关系式为： 

高阶温度补偿基准电压产生电路4产生的基准电压V_ref有以上三种不同类型的电压降叠加而成，故综合公式(1)、(4)、(5)、(10)，可以得到完整的V_ref与温度的关系式为： 

公式(11)中，可以看出，合理的选择R₁、R_2a、R_2b、R₃、R_t、和N的值，可以使V_ref的一阶温度项得到很好的补偿，即公式(11)中的第二项和第三项相加为零；同时调整R₄的阻值，可以使V_ref的高阶温度项得到很好的补偿，即公式(11)中的第四项和第五项相加尽可能趋于零。实际流片芯片可以通过调节R_t的阻值，弥补因工艺偏差影响的温度补偿偏差。以下通过本发明的具体实施案例并结合附图，对本发明的目的、电路结构和优点作进一步描述。 

基于高阶温度补偿的低温漂CMOS带隙基准电压源，如图1所示，基准电压源电路包括用来使基准电路脱离零稳态，转入正常工作状态的启动电路1，一阶温度补偿基准电压产生电路2，第一误差放大器3及高阶温度补偿基准电压产生电路4，高阶温度补偿电流产生电路5，调节模块电路6；启动电路1，一阶温度补偿基准电压产生电路2，第一误差放大器3及高阶温度补偿基准电压产生电路4，高阶温度补偿电流产生电路5的直流电输入端分别连接直流电源Vcc，启动电路1的第一输入端接 一阶温度补偿基准电压产生电路2的第一输出端，启动电路1的第二输入端接高阶温度补偿电流产生电路5的第一输出端；一阶温度补偿基准电压产生电路2的第二输出端与第一误差放大器3的第一输入端相连，一阶温度补偿基准电压产生电路2的第三输出端与第一误差放大器3的第二输入端相连，一阶温度补偿基准电压产生电路2的第一输入端与第一误差放大器3的第一输出端相连，高阶温度补偿电流产生电路5的第一输出端同时与启动电路1的第二输入端和第一误差放大器3的第三输入端相连；高阶温度补偿基准电压产生电路4的输出端就是一阶温度补偿基准电压产生电路2的第一输出端，与高阶温度补偿电流产生电路5的第一输入端相连；调节模块电路6的输出端与一阶温度补偿基准电压产生电路2的第一输出端相连。高阶温度补偿基准电压产生电路4的输出端即是基准电压输出端V_ref。 

其中，如图2所示，所述的启动电路1由第七PMOS管M7，第一反相器INV1、第二反相器INV2与第三反相器INV3组成，第一反相器INV1的输入端作为启动电路1的第一输入端并与一阶温度补偿基准电压产生电路2的第一输出端相连，第一反相器INV1的输出端接第二反相器INV2的输入端，第二反相器INV2的输出端接第三反相器INV3的输入端，第三反相器INV3的输出端与第七PMOS管的栅极相连，第七PMOS管的漏极作为启动电路1的第二输入端接高阶温度补偿电流产生电路5的第一输出端；第七PMOS管的源极接公共地端。 

所述的一阶温度补偿基准电压产生电路2由第一BJT管、第二BJT管、第一电阻、第2a电阻、第2b电阻、第三电阻、第t电阻和第六PMOS管组成。第六PMOS管的源极作为一阶温度补偿基准电压产生电路2的直流电输入端；第六PMOS管的栅极作为一阶温度补偿基准电压产生电路2的第一输入端；第六PMOS管的漏极与第t电阻的一端相连作为一阶温度补偿基准电压产生电路2的第一输出端；第t电阻的另一端与第三电阻的一端相连；第三电阻的另一端与第2a，2b电阻的一端相连；第2a电阻的另一端与第一BJT管的集电极及基极相连作为一阶温度补偿基准电压产生电路2的第二输出端；第2b电阻的另一端与第一电阻的一端相连作为一阶温度补偿基准电压产生电路2的第三输出端；第一电阻的另一端与第二BJT管的集电极及基极相连；第一BJT管的发射极和第二BJT管的发射极接公共地端。 

所述的高阶温度补偿电流产生电路5由第五PMOS管、第四电阻和第二误差放大器组成。第五PMOS管的源极作为高阶温度补偿电流产生电路5的直流电输入端；第五PMOS管的栅极与第二误差放大器的第一输出端相连作为高阶温度补偿电流产生电路5的第一输出端；第五PMOS管的漏极与第二误差放大器的第三输入端、第四电阻的一端相连；第二误差放大器的第二输入端作为高阶温度补偿电流产生电路5的 第一输入端；第四电阻的另一端接公共地端。 

如图3所示，所述的第一误差放大器3由第1aPMOS管和第1b PMOS管、第2aPMOS管和第2b PMOS管、第1a NMOS管和第1b NMOS管、第2a NMOS管和第2b NMOS管、第1a BJT管与第2b BJT管组成。第1a PMOS管和第1b PMOS管、第2a PMOS管和第2b PMOS管的源极作为第一误差放大器的直流电输入端；第1aPMOS管和第1b PMOS管的栅极作为第一误差放大器的第三输入端，第1a PMOS管的漏极与第1a BJT管的集电极、第2a PMOS管的漏极与第2a BJT管的集电极，第1a NMOS管漏极及栅极、第2a NMOS管的栅极和第2a BJT管的集电极、第1b NMOS管的漏极及栅极、第2b NMOS管的栅极相连；第1a BJT管的基极作为第一误差放大器3的第一输入端，第2a BJT管的基极作为第一误差放大器3的第二输入端；第2aPMOS管的漏极及栅极、第2b PMOS管的栅极和第2a NMOS管的漏极相连，第2bPMOS管的漏极和第2b NMOS管的漏极相连作为第一误差放大器3的输出端；第1aBJT管的发射极、第2a BJT管的发射极、第1a NMOS管和第1b NMOS管的源极、第2aNMOS管和第2b NMOS管的源极接公共地端。 

如图4所示，所述的第二误差放大器由第3a PMOS管和第3b PMOS管、第4aPMOS管和第4b PMOS管、第3aNMOS管和第3bNMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管和第五电阻组成。第3a PMOS管和第3b PMOS管、第4a PMOS管和第4bPMOS管的源极作为第二误差放大器的直流电输入端；第3a PMOS管的栅极、第3bPMOS管的栅极及漏极与第五电阻的一端相连；第3a PMOS管的漏极与第四NMOS管的栅极及漏极、第五NMOS管的栅极相连；第五NMOS管的漏极与第3a PMOS管和第3b PMOS管的源极相连；第3a NMOS管和第3b NMOS管的栅极分别作为第二误差放大器的第三输入端和第二输入端；第3a NMOS管的漏极与第4a PMOS管的漏极及栅极、第4b PMOS管的栅极相连；第3b NMOS管的漏极与第4b PMOS管的漏极相连作为第二误差放大器的第一输出端；第四NMOS管的源极、第五NMOS管的源极和第五电阻的另一端接公共地端。 

参见图5，图中所示为本发明在某一工艺角下，温度从-40℃-85℃变化时，相应的基准输出电压V_ref的变化曲线。由曲线图可以看出，基准输出电压V_ref的平均值为1.229V，温度系数为0.3ppm/℃(每摄氏度变化百万分之一)，进一步仿真结果显示，参见表6，是本发明在各个工艺角下的输出电压的初始精度、初始温度系数、以及微调之后的精度及温度系数表。其中前三列分别为MOS管，BJT管，RES电阻的工艺角选择，第四列表示基准电压输出值Vref的初始值，第五列表示基准电压输出值Vref的初始温度系数，第七列表示基准电压输出值Vref的在微调之后的值，第八列表示 基准电压输出值Vref的在微调之后的温度系数，可以计算得：基准电压输出值Vref的初始精度变化范围小于±0.8％，温度系数小于32ppm/℃；在各种不同的工艺角下，通过调节可调单元，调整后的精度变化范围小于±0.25％，温度系数小于3ppm/℃。 

HOS   bjt   res   输出值   TC     微调电阻初始值  微调之后的输出值  TC2    微调电阻最终值 

tt    tt    tt    1.23     0.747  14.8u           1.23              0.747  14.8u 

ff    tt    tt    1.231    0.591  14.8u           1.231             0.591  14.8u 

ss    tt    tt    1.231    0.942  14.8u           1.231             0.942  14.8u 

tt    ff    tt    1.224    16     14.8u           1.2293            0.265  16u 

tt    ss    tt    1.24     24     14.8u           1.232             2      13u 

tt    tt    ff    1.233    2.3    14.8u           1.23              0.359  14.2u 

tt    ff    ff    1.226    7.7    14.8u           1.2286            0.9l   15.4u 

tt    ss    ff    1.244    31.9   14.8u           1.2314            1.65   12.3u 

tt    tt    ss    1.2282   7.5    14.8u           1.231             1.2    15.4u 

tt    ff    ss    1.22     24     14.8u           1.23              0.643  16.6u 

tt    ss    ss    1.238    16.3   14.8u           1.233             2.59   13.6u 

表6 

本发明的电路的工作过程： 

当接通电源电压Vcc后，启动电路1率先工作，由于此时一阶温度补偿基准电压产生电路2的第一输出端是处于低电位，所以经过第一，第二，第三反相器之后，第七PMOS管M7的栅极为高电平，故第七PMOS管M7导通，这时高阶温度补偿电流产生电路5中第五PMOS管M5的栅极电位被拉低，促使第一误差放大器3和第二误差放大器工作，一阶温度补偿基准电压产生电路2中的第六PMOS管M6导通，从而使一阶温度补偿基准电压产生电路2的第一输出端电位上升到实际工作电压，整个电路正常开启，又由于此时一阶温度补偿基准电压产生电路2的第一输出端是处于比较高的电位，所以经过第一，第二，第三反相器之后，第七PMOS管M7的栅极为低电平，故第七PMOS管M7截止，启动电路1停止工作。 

第一误差放大器3的作用是通过反馈将一阶温度补偿基准电压产生电路2的第一BJT管和第二BJT管的集电极电压钳在相等的电压，由于第一BJT管和第二BJT管的发射极面积不同，BJT的基极到射极的电压V_BE也不同，在电阻R₁上就产生一个ΔV_BE的电压，这个电压具有与绝对温度成正比例的特性，结果，在电阻R₁上产生一支具有正温度系数的电流。这一电流在一阶温度补偿基准电压产生电路2中的第2a电阻，第三电阻和第t电阻上产生的电压降和为V_ptat。 

通过一阶温度补偿基准电压产生电路2，第一误差放大器3和高阶温度补偿电流产生电路5，可以产生一条具有补偿温度高阶项特性的电流，并在一阶温度补偿基准电压产生电路2中的第2a电阻，第三电阻和第t电阻上产生的电压降和为V₁。 

同时，由于V_BE本身是具有负的温度系数，基准输出电压就是有V_ptat，V₁和V_BE三个电压降叠加而成。其中V_ptat补偿了V_BE的一阶温度项，V₁补偿了V_BE中的温度高阶项，自此一个具有高阶温度补偿特性的基准电压产生。 

Claims (4)

1.一种基于高阶温度补偿的低温漂CMOS带隙基准电压源，其特征在于该电压源包括启动电路(1)，一阶温度补偿基准电压产生电路(2)，第一误差放大器(3)及高阶温度补偿基准电压产生电路(4)，高阶温度补偿电流产生电路(5)，调节模块电路(6)；其中，启动电路(1)、一阶温度补偿基准电压产生电路(2)、第一误差放大器(3)、高阶温度补偿基准电压产生电路(4)和高阶温度补偿电流产生电路(5)的直流电输入端分别连接直流电源Vcc，启动电路(1)的第一输入端接一阶温度补偿基准电压产生电路(2)的第一输出端，启动电路(1)的第二输入端接高阶温度补偿电流产生电路(5)的第一输出端；一阶温度补偿基准电压产生电路(2)的第二输出端与第一误差放大器(3)的第一输入端相连，一阶温度补偿基准电压产生电路(2)的第三输出端与第一误差放大器(3)的第二输入端相连，一阶温度补偿基准电压产生电路(2)的第一输入端与第一误差放大器(3)的第一输出端相连，高阶温度补偿电流产生电路(5)的第一输出端分别与启动电路(1)的第二输入端和第一误差放大器(3)的第三输入端相连；高阶温度补偿基准电压产生电路(4)的输出端就是一阶温度补偿基准电压产生电路(2)的第一输出端，与高阶温度补偿电流产生电路(5)的第一输入端相连；调节模块电路(6)的输出端与一阶温度补偿基准电压产生电路(2)的第一输出端相连。

2.根据权利要求1所述的基于高阶温度补偿的低温漂CMOS带隙基准电压源，其特征在于：所述的第一误差放大器(3)由第1a PMOS管(MP1a)和第1b PMOS管(MP1b)、第2a PMOS管(MP2a)和第2b PMOS管(MP2b)、第1aNMOS管(MN1a)和第1b NMOS管(MN1b)、第2a NMOS管(MN2a)和第2b NMOS管(MN2b)、第1a BJT管(Qa1)与第2b BJT管(Qa2)组成。第1a PMOS管(MP1a)和第1b PMOS管(MP1b)、第2a PMOS管(MP2a)和第2b PMOS管(MP2b)的源极作为第一误差放大器(3)的直流电输入端；第1a PMOS管(MP1a)和第1b PMOS管(MP1b)的栅极作为第一误差放大器(3)的第三输入端，第1a PMOS管(MP1a)的漏极与第1a BJT管(Qa1)的集电极、第2a PMOS管(MP2a)的漏极与第2a BJT管(Qa2)的集电极，第1a NMOS管(MN1a)漏极及栅极、第2a NMOS管(MN2a)的栅极和第2a BJT管(Qa2)的集电极、第1b NMOS管(MN1b)的漏极及栅极、第2bNMOS管(MN2b)的栅极相连；第1a BJT管(Qa1)的基极作为第一误差放大器(3)的第一输入端，第2a BJT管(Qa2)的基极作为第一误差放大器(3)的第二输入端；第2a PMOS管(MP2a)的漏极及栅极、第2b PMOS管(MP2b)的栅极和第2aNMOS管(MN2a)的漏极相连，第2b PMOS管(MP2b)的漏极和第2b NMOS管(MN2b)的漏极相连作为第一误差放大器(3)的输出端；第1a BJT管(Qa1)的发射极、第2a BJT管(Qa2)的发射极、第1aNMOS管(MN1a)和第1b NMOS管(MN1b)的源极、第2a NMOS管(MN2a)和第2b NMOS管(MN2b)的源极接公共地端。

3.根据权利要求1所述的基于高阶温度补偿的低温漂CMOS带隙基准电压源，其特征在于所述的高阶温度补偿电流产生电路(5)由第五PMOS管(M5)、第四电阻(R4)和第二误差放大器(A2)组成。第五PMOS管(M5)的源极作为高阶温度补偿电流产生电路(5)的直流电输入端；第五PMOS管(M5)的栅极与第二误差放大器(A2)的第一输出端相连作为高阶温度补偿电流产生电路(5)的第一输出端；第五PMOS管(M5)的漏极与第二误差放大器(A2)的第三输入端、第四电阻(R4)的一端相连；第二误差放大器(A2)的第二输入端作为高阶温度补偿电流产生电路(5)的第一输入端；第四电阻(R4)的另一端接公共地端。

4.根据权利要求3所述的高阶温度补偿电流产生电路(5)的第二误差放大器(A2)，其特征在于所述的第二误差放大器(A2)由第3a PMOS管(MP3a)和第3bPMOS管(MP3b)、第4a PMOS管(MP4a)和第4b PMOS管(MP4b)、第3aNMOS管(MN3a)和第3b NMOS管(MN3b)、第四NMOS管(MN4)、第五NMOS管(MN5)和第五电阻(R5)组成。第3a PMOS管(MP3a)和第3b PMOS管(MP3b)、第4a PMOS管(MP4a)和第4b PMOS管(MP4b)的源极作为第二误差放大器(A2)的直流电输入端；第3a PMOS管(MP3a)的栅极、第3b PMOS管(MP3b)的栅极及漏极与第五电阻(R5)的一端相连；第3a PMOS管(MP3a)的漏极与第四NMOS管(MN4)的栅极及漏极、第五NMOS管(MN5)的栅极相连；第五NMOS管(MN5)的漏极与第3a PMOS管(MP3a)和第3b PMOS管(MP3b)的源极相连；第3a NMOS管(MN3a)和第3b NMOS管(MN3b)的栅极分别作为第二误差放大器(A2)的第三输入端和第二输入端；第3a NMOS管(MN3a)的漏极与第4a PMOS管(MP4a)的漏极及栅极、第4b PMOS管(MP4b)的栅极相连；第3b NMOS管(MN3b)的漏极与第4b PMOS管(MP4b)的漏极相连作为第二误差放大器(A2)的第一输出端；第四NMOS管(MN4)的源极、第五NMOS管(MN5)的源极和第五电阻(R5)的另一端接公共地端。

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