CN111562807A - 带隙基准电压源 - Google Patents

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CN111562807A
CN111562807A CN202010478844.2A CN202010478844A CN111562807A CN 111562807 A CN111562807 A CN 111562807A CN 202010478844 A CN202010478844 A CN 202010478844A CN 111562807 A CN111562807 A CN 111562807A
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苗荟
韩智毅
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    • G05F1/10—Regulating voltage or current
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    • G05F1/567—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for temperature compensation

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Abstract

本发明涉及一种带隙基准电压源，包括高温补偿电路，用于产生随温度升高增大的高温补偿电流；低温补偿电路，用于产生随温度升高减小的低温补偿电流；带隙基准电路，分别连接高温补偿电路和低温补偿电路，用于产生经过高温补偿电流或低温补偿电流进行高阶温度补偿的带隙基准电压。通过高温补偿电路、低温补偿电路与带隙基准电路的整体电路结构设计，高低温补偿电路的结合，可以对带隙基准电压进行分段的高阶补偿，从而显著减小带隙基准电压随温度的变化，达到了大幅降低温漂的目的，极大地提升了带隙基准电压源的适用性。

Description

带隙基准电压源
技术领域
本发明涉及带隙基准技术领域，特别是涉及一种带隙基准电压源。
背景技术
带隙基准电压源是MCU模拟电路中的关键模块，带隙基准电压源的温漂特性和精度对整个系统的性能至关重要。随着其产品市场的迅速发展，对带隙基准电压源也提出了更高的要求：如超低温漂、低功耗和高抑制比等。传统的带隙基准电压源的性能已无法满足现代集成电路快速发展的需求，为了得到高性能的带隙基准电压源，需改善基准电压的温度系数这一关键性能指标的精度；而由于双极晶体管的VBE(基极-发射极电压)随温度变化不是线性的，且传统的一阶补偿温度系数较高，因此需要对带隙基准电压源进行高阶温度补偿。
传统的温度补偿方式有不同温度系数电阻补偿、VBE线性化、二阶曲率补偿、指数型温度曲率补偿、分段线性补偿和利用IPTAT 2R的电压补偿。然而，在实现本发明过程中，发明人发现传统的温度补偿方式至少存在着温漂偏高的问题。
发明内容
基于此，有必要提供一种可以大幅降低温漂的带隙基准电压源。
为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：
本发明实施例提供一种带隙基准电压源，包括：
高温补偿电路，用于产生随温度升高增大的高温补偿电流；
低温补偿电路，用于产生随温度升高减小的低温补偿电流；
带隙基准电路，分别连接高温补偿电路和低温补偿电路，用于产生经过高温补偿电流或低温补偿电流进行高阶温度补偿的带隙基准电压。
在其中一个实施例中，带隙基准电路包括带隙启动单元、嵌位运放和基准核心单元；
带隙启动单元连接基准核心单元，用于对基准核心单元进行启动控制，嵌位运放连接基准核心单元，用于对基准核心单元进行电压嵌位；
基准核心单元分别连接高温补偿电路和低温补偿电路，基准核心单元用于产生带隙基准电压。
在其中一个实施例中，基准核心单元包括MOS管PM1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、双极晶体管Q1和双极晶体管Q2；嵌位运放包括运算放大器和负载模块，负载模块包括MOS管NM1至NM12；
MOS管PM1的源极用于连接电源AVDD，MOS管PM1的栅极分别连接带隙启动单元的第一控制端和运算放大器的MOS管PM6的栅极，MOS管PM1的漏极用于输出带隙基准电压；
电阻R1的一端连接MOS管PM1的漏极，电阻R1的另一端分别连接高温补偿电路的输出端、低温补偿电路的输出端、带隙启动单元的第二控制端、电阻R2的一端以及电阻R3的一端；
电阻R2的另一端分别连接双极晶体管Q1的集电极和运算放大器的MOS管PM11的栅极，电阻R3的另一端分别连接电阻R4的一端和运算放大器的MOS管PM12的栅极，电阻R4的另一端连接双极晶体管Q2的集电极，双极晶体管Q1和双极晶体管Q2的发射极均接地；
MOS管NM1的漏极连接运算放大器的MOS管PM2的漏极，MOS管NM1至NM4共栅连接且栅极连接至MOS管NM1的漏极，MOS管NM2的漏极连接运算放大器的MOS管PM4的漏极，MOS管NM1至NM4共源连接并接地；
MOS管NM5和MOS管NM6共源连接并接地，MOS管NM5的漏极连接运算放大器的MOS管PM11的漏极，MOS管NM5、MOS管NM7、MOS管NM9和MOS管NM11的栅极相连并接至MOS管NM1的漏极，MOS管NM6的栅极分别连接MOS管NM5的漏极和MOS管NM12的栅极；
MOS管NM7和MOS管NM8共源连接并接地，MOS管NM7的漏极连接运算放大器的MOS管PM12的漏极，MOS管NM8的栅极分别连接MOS管NM7的漏极和MOS管NM10的栅极，MOS管NM9和MOS管NM10共源连接并接地，MOS管NM9的漏极连接运算放大器的MOS管PM9的漏极；
MOS管NM11的漏极连接运算放大器的MOS管PM10的漏极，MOS管NM11和MOS管NM12共源连接并接地。
在其中一个实施例中，带隙基准电路还包括第一修调单元，电阻R4的另一端通过第一修调单元连接双极晶体管Q2的集电极；
第一修调单元包括依次串联的电阻R5至R8，以及与电阻R5至R8一一对应且并联连接的修调开关PD0至PD3，电阻R5的输入端连接电阻R4的另一端，电阻R8的输出端连接双极晶体管Q2的集电极；
任一修调开关包括电平转换器以及漏极相连、源极相连的一对MOS管，且其中一个MOS管的栅极连接电平转换器的第一输出端，另一个MOS管的栅极连接电平转换器的第二输出端，电平转换器的输入端用于接入外部寄存器信号。
在其中一个实施例中，带隙基准电路还包括使能控制单元，使能控制单元用于接收到第一使能信号时，关闭基准核心单元；
使能控制单元包括MOS管PM13至PM16，以及MOS管NM13至NM16，MOS管PM13和MOS管NM16的栅极相连并用于接入第一使能信号，MOS管PM13和MOS管NM16的漏极相连并分别连接MOS管PM14、MOS管PM15和MOS管PM16的栅极，MOS管PM13的源极连接电源AVDD，MOS管NM16的源极接地；
MOS管PM14、MOS管PM15和MOS管PM16的源极均连接电源AVDD，MOS管PM14的漏极连接带隙启动单元的MOS管PM17的漏极，MOS管PM15的漏极连接带隙启动单元的第一控制端，MOS管PM16的漏极分别连接运算放大器的MOS管PM3、MOS管PM4、MOS管PM9和MOS管PM10的栅极；
MOS管NM13、MOS管NM14和MOS管NM15的源极均接地，MOS管NM13、MOS管NM14和MOS管NM15的栅极相连并用于接入第一使能信号，MOS管NM13的漏极连接MOS管NM6的栅极，MOS管NM14的漏极连接MOS管NM8的栅极，MOS管NM15的漏极连接MOS管NM1的漏极。
在其中一个实施例中，高温补偿电路包括IPTAT单元、电阻R9、MOS管PM18和MOS管NM17，IPTAT单元用于产生高温补偿电流；
MOS管PM18的源极用于连接电源AVDD，MOS管PM18的栅极连接IPTAT单元的MOS管PM19的漏极，MOS管PM18的漏极分别连接MOS管NM17的栅极和电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地，MOS管NM17的漏极连接带隙基准电路，MOS管NM17的源极接地。
在其中一个实施例中，高温补偿电路还包括第二修调单元，第二修调单元用于调节高温补偿电流；
第二修调单元包括MOS管PM20至PM28，MOS管PM20、MOS管PM22、MOS管PM24和MOS管PM26的源极均用于连接电源AVDD，MOS管PM20、MOS管PM22、MOS管PM24和MOS管PM26的栅极均连接至MOS管PM19的漏极；
MOS管PM20的漏极连接MOS管PM21的源极，MOS管PM22的漏极连接MOS管PM23的源极，MOS管PM24的漏极连接MOS管PM25的源极，MOS管PM26的漏极连接MOS管PM27的源极，MOS管PM28的源极连接MOS管PM18的漏极；
MOS管PM21、MOS管PM23、MOS管PM25、MOS管PM27和MOS管PM28的漏极相连并连接至MOS管NM17的栅极，MOS管PM21、MOS管PM23、MOS管PM25、MOS管PM27和MOS管PM28的栅极分别用于一一对应连接各电平转换器的输出端，各电平转换器的输入端分别用于接入外部寄存器信号。
在其中一个实施例中，高温补偿电路还包括IPTAT启动单元，IPTAT启动单元的启动控制输出端分别连接IPTAT单元和低温补偿电路的启动控制端，用于分别对IPTAT单元和低温补偿电路进行启动控制。
在其中一个实施例中，低温补偿电路包括ICTAT单元、电阻R10、MOS管PM29和MOS管NM18，ICTAT单元用于产生低温补偿电流；
MOS管PM29的源极用于连接电源AVDD，MOS管PM29的栅极连接ICTAT单元的MOS管PM30的漏极，MOS管PM29的漏极分别连接MOS管NM18的栅极和电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地，MOS管NM18的漏极连接带隙基准电路，MOS管NM18的源极接地。
在其中一个实施例中，低温补偿电路还包括第三修调单元，第三修调单元用于调节低温补偿电流；
第三修调单元包括MOS管PM31至PM40，MOS管PM31、MOS管PM34、MOS管PM36和MOS管PM38的源极均用于连接电源AVDD，MOS管PM31、MOS管PM32、MOS管PM34、MOS管PM36和MOS管PM38的栅极均连接至MOS管PM30的漏极；
MOS管PM31的漏极连接MOS管PM32的源极，MOS管PM32的漏极连接MOS管PM33的源极，MOS管PM34的漏极连接MOS管PM35的源极，MOS管PM36的漏极连接MOS管PM37的源极，MOS管PM38的漏极连接MOS管PM39的源极，MOS管PM40的源极连接MOS管PM29的漏极；
MOS管PM33、MOS管PM35、MOS管PM37、MOS管PM39和MOS管PM40的漏极相连并连接至MOS管NM18的栅极，MOS管PM33、MOS管PM35、MOS管PM37、MOS管PM39和MOS管PM40的栅极分别用于一一对应连接各电平转换器的输出端，各电平转换器的输入端分别用于接入外部寄存器信号。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
上述带隙基准电压源，通过高温补偿电路、低温补偿电路与带隙基准电路的整体电路结构设计，使得带隙基准电压源工作在高温工况时，由高温补偿电路产生随温度升高而增大的补偿电流，对带隙基准电压进行高温补偿，有效减少带隙基准电压源在高温区的温漂；带隙基准电压源工作在低温工况时，由低温补偿电路产生随温度升高而减小的补偿电流，对带隙基准电压进行低温补偿，有效减少带隙基准电压源在低温区的温漂。高低温补偿电路的结合，可以对带隙基准电压进行分段的高阶补偿，从而显著减小带隙基准电压随温度的变化，达到了大幅降低温漂的目的，极大地提升了带隙基准电压源的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一实施例中带隙基准电压源的总体结构框图；
图2为另一实施例中带隙基准电压源的结构示意图；
图3为一实施例中带隙基准电路的结构示意图；
图4为另一实施例中带隙基准电路的结构示意图；
图5为又一实施例中带隙基准电路的结构示意图；
图6为一实施例中高温补偿电路的结构示意图；
图7为另一实施例中高温补偿电路的结构示意图；
图8为又一实施例中高温补偿电路的结构示意图；
图9为一实施例中低温补偿电路的结构示意图；
图10为另一实施例中低温补偿电路的结构示意图；
图11为一实施例中带隙基准电压的补偿效果示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一修调单元称为第二修调单元，且类似地，也可将第二修调单元称为第一修调单元。第一修调单元和第二修调单元两者都是修调，但其不是同一修调单元。
可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“连接”、“通信连接”等。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、组件、部分或它们的组合的可能性。
如图1所示，在一个实施例中提供的一种带隙基准电压源100，包括高温补偿电路12、低温补偿电路14和带隙基准电路16。高温补偿电路12用于产生随温度升高增大的高温补偿电流。低温补偿电路14用于产生随温度升高减小的低温补偿电流。带隙基准电路16分别连接高温补偿电路12和低温补偿电路14，用于产生经过高温补偿电流或低温补偿电流进行高阶温度补偿的带隙基准电压。
可以理解，高温补偿电路12是一种电流产生电路，能够在带隙基准电路16的工作温度区间的高温区域内，产生随温度升高而增大的电流到带隙基准电路16，使得带隙基准电路16产生的带隙基准电压在该高温补偿电流的补偿下，避免高温区带隙基准电压变小，从而减小带隙基准电压在高温时的温漂。相应的，低温补偿电路14也是一种电流产生电路，能够在带隙基准电路16的工作温度区间的低温区域内，产生随温度升高而减小的电流到带隙基准电路16，使得带隙基准电路16产生的带隙基准电压在该低温补偿电流的补偿下，避免低温区带隙基准电压变小，从而减小带隙基准电压在低温时的温漂。高温补偿电路12和低温补偿电路14基于相反的温度特性，具体的高温区和低温区划分可以根据带隙基准电路16的基准核心电路部分的电学特性确定。
带隙基准电路16是基于传统带隙基准源设计而来的基准电路，其输出的带隙基准电压(VBG)可以用于MCU系统要求的低温漂基准源。具体的，当带隙基准电压源100工作在高温区时，若未开启高温补偿电路12提供高温补偿电流以对带隙基准电压进行补偿，随着温度继续升高，带隙基准电压将会变小。开启高温补偿电路12提供高温补偿电流以对带隙基准电压进行补偿后，由于高温补偿电流是随着温度升高而增大的，其施加到带隙基准电路16中对应产生的高温补偿电压会叠加到带隙基准电路16产生的带隙基准电压上，使得带隙基准电压得到补偿，从而抵消高温带来的温漂影响。
同理，当带隙基准电压源100工作在低温区时，若未开启低温补偿电路14提供低温补偿电流以对带隙基准电压进行补偿，随着温度继续下降，带隙基准电压也将会变小。开启低温补偿电路14提供低温补偿电流以对带隙基准电压进行补偿后，由于低温补偿电流是随着温度升高而减小(即随着温度降低而增大)的，其施加到带隙基准电路16中对应产生的低温补偿电压会叠加到带隙基准电路16产生的带隙基准电压上，使得带隙基准电压得到补偿，从而抵消低温带来的温漂影响。
而当带隙基准电压源100工作在低温区与高温区之间的正常温度区时，由于带隙基准电路16的基准核心的双极晶体管基极-发射极电压(VBE)为负温度系数电压，两个双极晶体管工作在不相等的电流密度下，其基极-发射极电压的差值(ΔVBE)为正温度系数电压，因此带隙基准电路16利用上述两种系数电压即可可以产生一个零温度系数的带隙基准电压VBG，补偿电路可以开启工作也可以暂停工作，具体可以根据应用场景的使用需要来选择。
上述带隙基准电压源100，通过高温补偿电路12、低温补偿电路14与带隙基准电路16的整体电路结构设计，使得带隙基准电压源工作在高温工况时，由高温补偿电路12产生随温度升高而增大的补偿电流，对带隙基准电压进行高温补偿，有效减少带隙基准电压源在高温区的温漂；带隙基准电压源工作在低温工况时，由低温补偿电路14产生随温度升高而减小的补偿电流，对带隙基准电压进行低温补偿，有效减少带隙基准电压源在低温区的温漂。高低温补偿电路的结合，可以对带隙基准电压进行分段的高阶补偿，从而显著减小带隙基准电压随温度的变化，达到了大幅降低温漂的目的，极大地提升了带隙基准电压源100的适用性。
如图2所示，在一个实施例中，带隙基准电路16包括带隙启动单元162、嵌位运放164和基准核心单元166。带隙启动单元162连接基准核心单元166，用于对基准核心单元166进行启动控制。嵌位运放164连接基准核心单元166，用于对基准核心单元166进行电压嵌位。基准核心单元166分别连接高温补偿电路12和低温补偿电路14，基准核心单元166用于产生带隙基准电压。
可以理解，带隙启动单元162可以采用本领域传统的带隙基准启动控制电路，具体类型及其参数特性等可以根据基准核心单元166的控制需要确定。嵌位运放164可以但不限于采用本领域传统的运算放大器，只要能够提供所需的电压嵌位功能即可。基准核心单元166可以是但不限于传统的带隙基准核心电路。本领域技术人员可以理解，上述各电路部分正常工作所需的工作电压，可以采用传统的供电方式实现，具体可以根据各电路部分中器件工作所需工作电压确定，本说明书不再一一展开详述。
具体的，当需要输出带隙基准电压时，通过带隙启动单元162可以快速启动基准核心单元166，防止基准核心单元166的电路中没有导通电流而自锁死。启动基准核心单元166后，嵌位运放164实现对基准核心单元166的电压嵌位，保证基准核心单元166的增益与电源抑制比，确保其正常工作。基准核心单元166通过分别连接高温补偿电路12、低温补偿电路14，从而利用高温补偿电流/低温补偿电流形成对应的补偿电压，对产生的带隙基准电压进行高低温的分段高阶补偿，有效减小带隙基准电压随温度的变化。
如图3所示，在一个实施例中，基准核心单元包括MOS管PM1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、双极晶体管Q1和双极晶体管Q2。嵌位运放164包括运算放大器和负载模块，负载模块包括MOS管NM1至NM12。
MOS管PM1的源极用于连接电源AVDD。MOS管PM1的栅极分别连接带隙启动单元162的第一控制端和运算放大器的MOS管PM6的栅极。MOS管PM1的漏极用于输出带隙基准电压(即VBG)。
电阻R1的一端连接MOS管PM1的漏极，电阻R1的另一端分别连接高温补偿电路12的输出端、低温补偿电路14的输出端、带隙启动单元162的第二控制端、电阻R2的一端以及电阻R3的一端。电阻R2的另一端分别连接双极晶体管Q1的集电极和运算放大器的MOS管PM11的栅极。电阻R3的另一端分别连接电阻R4的一端和运算放大器的MOS管PM12的栅极。电阻R4的另一端连接双极晶体管Q2的集电极。双极晶体管Q1和双极晶体管Q2的发射极均接地。
MOS管NM1的漏极连接运算放大器的MOS管PM2的漏极。MOS管NM1至NM4共栅连接且栅极连接至MOS管NM1的漏极。MOS管NM2的漏极连接运算放大器的MOS管PM4的漏极。MOS管NM1至NM4共源连接并接地。
MOS管NM5和MOS管NM6共源连接并接地。MOS管NM5的漏极连接运算放大器的MOS管PM11的漏极。MOS管NM5、MOS管NM7、MOS管NM9和MOS管NM11的栅极相连并接至MOS管NM1的漏极。MOS管NM6的栅极分别连接MOS管NM5的漏极和MOS管NM12的栅极。
MOS管NM7和MOS管NM8共源连接并接地。MOS管NM7的漏极连接运算放大器的MOS管PM12的漏极。MOS管NM8的栅极分别连接MOS管NM7的漏极和MOS管NM10的栅极。MOS管NM9和MOS管NM10共源连接并接地。MOS管NM9的漏极连接运算放大器的MOS管PM9的漏极。
MOS管NM11的漏极连接运算放大器的MOS管PM10的漏极。MOS管NM11和MOS管NM12共源连接并接地。
可以理解，电源AVDD是指提供上述相应器件工作时所需的工作电源，可以由带隙基准电压源100在实际应用时所接入的芯片基板或电路板卡提供，可以根据上述相应器件具体所需工作电压进行选用，本说明书中不做具体限定。如图3中所示的电源VBP为带隙启动单元162和运算放大器工作时相应器件的偏置电压来源，本领域技术人员可以参照传统的带隙启动电路和运放的供电方式进行选择。AVSS表示模拟地端，B0表示高温补偿电路12和低温补偿电路14的输出端。带隙启动单元162的第一控制端即为端子D1，带隙启动单元162的第二控制端即为端子D2，ENB表示带隙启动单元162的使能控制端，用于输入第二使能信号。
具体的，基于传统的带隙基准核心结构，加入电阻R1用于与高/低温补偿电流一起产生补偿电压，增强补偿能力；设计了高性能运算放大器，并采用低压共源共栅MOS管做负载，可以更为有效地提高增益与电源抑制比，使用大尺寸的差分对管减小了电路的失调电压，从而对基准核心单元166进行精确的电压嵌位。输出的带隙基准电压VBG为：
Figure BDA0002516656340000121
其中，VBG表示带隙基准电压VBG的电压值，VBE2表示双极晶体管Q2的基极-发射极的电压值，R1表示电阻R1的阻值，R3表示电阻R3的阻值，R4表示电阻R4的阻值，vT表示双极晶体管的温度的电压当量，vT＝kT/q，k为玻尔兹曼常数，T为温度，q为电子电荷；n表示双极晶体管Q1和双极晶体管Q2并联个数的比值，IDh表示高温补偿电流的值，IDl表示低温补偿电流的值。
可见，通过上述基准核心单元166与嵌位运放164的电路设计，实现了对基准核心单元166的精确电压嵌位，有效提高基准核心单元166的增益与电源抑制比，且使消耗的电压余度最小，配合高/低温补偿电路14，能够更有效地减少温漂。
如图4所示，在一个实施例中，带隙基准电路16还包括第一修调单元168。电阻R4的另一端通过第一修调单元168连接双极晶体管Q2的集电极。第一修调单元168包括依次串联的电阻R5至R8，以及与电阻R5至R8一一对应且并联连接的修调开关PD0至PD3。电阻R5的输入端连接电阻R4的另一端，电阻R8的输出端连接双极晶体管Q2的集电极。其中，任一修调开关包括电平转换器以及漏极相连、源极相连的一对MOS管，且其中一个MOS管的栅极连接电平转换器的第一输出端，另一个MOS管的栅极连接电平转换器的第二输出端。电平转换器的输入端用于接入外部寄存器信号。
需要说明的是，如图4所示的带隙基准电路16中，D0至D3分别表示4路外部寄存器信号的输入端子，用于分别连接外部的数字寄存器。PDi用于表示第一修调单元168的任一修调开关的内部电路结构，Di表示任一路外部寄存器信号的输入端子，i∈(0,1,2,3)，Rj表示电阻R5至R8中的任一电阻，j∈(5,6,7,8)。ENB表示电平转换器的使能端，S1表示电平转换器的第一输出端，S2表示电平转换器的第二输出端。电平转换器为本领域常规的电平转换器件，用于将输入的数字电平转换为模拟电平，以控制相连的一对MOS管的通断，实现修调开关的效果。
可以理解，在本实施例中，还设置了第一修调单元168这一修调电路，则带隙基准电路16输出的带隙基准电压VBG则相应的调整为：
Figure BDA0002516656340000131
其中，VBG表示带隙基准电压VBG的电压值，VBE2表示双极晶体管Q2的基极-发射极的电压值，R1表示电阻R1的阻值，R3表示电阻R3的阻值，R4表示电阻R4的阻值。Rtrim表示第一修调单元168中修调开关控制而接入基准核心单元166、与电阻R4串联的修调电阻Rtrim的阻值，修调电阻Rtrim也即电阻R5至R8中的任一电阻或电阻组合。vT表示双极晶体管的温度的电压当量，n表示双极晶体管Q1和双极晶体管Q2并联个数的比值，IDh表示高温补偿电流的值，IDl表示低温补偿电流的值。
具体的，在本实施例中，采用电平转换器和MOS管，电平转换器可以将输入数字电平例如但不限于1.8V，转换为模拟电平3.3V输出，从而能够用外部的数字寄存器信号(从D0至D3输入)控制模拟MOS管作为修调的开关，而不再需要使用传统模拟修调的熔丝，实现高效率的修调控制。本领域技术人员根据本实施例的修调思想，还可以继续进行修调单元的扩展，例如减少或增加修调电阻及修调开关的数量，从而实现更加多样化的带隙基准电压调节效果。
通过加入第一修调单元168的设计电路，可以通过外部的数字寄存器输出相应的外部寄存器信号到第一修调单元168，调整接入的修调电阻Rtrim的阻值，进而实现带隙基准电压VBG的电压值调节，实现多种带隙基准电压VBG的输出，进一步提升了带隙基准电压源100的适用性。
如图5所示，在一个实施例中，带隙基准电路16还包括使能控制单元。使能控制单元用于接收到第一使能信号时，关闭基准核心单元166。使能控制单元包括MOS管PM13至PM16，以及MOS管NM13至NM16。MOS管PM13和MOS管NM16的栅极相连并用于接入第一使能信号。MOS管PM13和MOS管NM16的漏极相连并分别连接MOS管PM14、MOS管PM15和MOS管PM16的栅极。MOS管PM13的源极连接电源AVDD。MOS管NM16的源极接地。
MOS管PM14、MOS管PM15和MOS管PM16的源极均连接电源AVDD。MOS管PM14的漏极连接带隙启动单元162的MOS管PM17的漏极。MOS管PM15的漏极连接带隙启动单元162的第一控制端。MOS管PM16的漏极分别连接运算放大器的MOS管PM3、MOS管PM4、MOS管PM9和MOS管PM10的栅极。MOS管NM13、MOS管NM14和MOS管NM15的源极均接地，MOS管NM13、MOS管NM14和MOS管NM15的栅极相连并用于接入第一使能信号。MOS管NM13的漏极连接MOS管NM6的栅极，MOS管NM14的漏极连接MOS管NM8的栅极，MOS管NM15的漏极连接MOS管NM1的漏极。
其中，图5所示的带隙基准电路16中，EN表示第一使能信号的输入端，第一使能信号是与第二使能信号相反的使能信号。具体的，上述的使能控制单元的加入设计，可以使得带隙基准电路16内含启动电路以及使能控制电路，可以方便地使用使能管将基准核心单元166关闭。例如在带隙基准电压源100应用的MCU处于睡眠(sleep)的模式或者掉电工作(power down)模式时，使用使能管关闭基准核心单元166，甚至一同关闭带隙启动单元162和嵌位运放164在内的整个带隙基准电路16，使得带隙基准电压源100的功耗得到大幅降低。
如图6所示，在一个实施例中，高温补偿电路12包括IPTAT单元122、电阻R9、MOS管PM18和MOS管NM17。IPTAT单元122用于产生高温补偿电流。MOS管PM18的源极用于连接电源AVDD。MOS管PM18的栅极连接IPTAT单元122的MOS管PM19的漏极。MOS管PM18的漏极分别连接MOS管NM17的栅极和电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地。MOS管NM17的漏极连接带隙基准电路16，MOS管NM17的源极接地。
可以理解，IPTAT单元122可以采用传统的PTAT电路，用于产生与绝对温度成正比的电流IPTAT，(PTAT：proportional to absolute temperature,与绝对温度成正比)。图6中，E端为IPTAT单元122的启动控制端子，可以用于接入外部的启动控制信号实现对IPTAT单元122的启动控制。具体的，结合IPTAT单元122的双极晶体管的ΔVBE呈正温度特性，以及MOS管(即MOS管NM17)的亚阈值区导电特性：漏电流和栅极电压呈指数关系，在高温时，对带隙基准电压进行高温补偿，即可有效减少高温区的温漂。
电流IPTAT的计算式如下：
Figure BDA0002516656340000151
其中，IPTAT表示电流IPTAT的电流值，vBE3表示双极晶体管Q3的基极-发射极的电压值，vBE4表示双极晶体管Q4的基极-发射极的电压值，R11表示电阻R11的阻值，vT表示双极晶体管的温度的电压当量。可见，电流IPTAT随温度升高而增大。
而MOS管的亚阈值区公式：
Figure BDA0002516656340000152
其中，ID表示MOS管的漏电流，I0表示MOS管的截止电流，表示MOS管的漏电流，ε表示MOS管的介电常数，vGS表示MOS管的栅极-源极电压，vT表示MOS管的温度的电压当量。基于MOS管的亚阈值区公式，可以得到MOS管NM17的漏电流，也即上述的高温补偿电流，其计算式如下：
Figure BDA0002516656340000153
其中，ID17表示高温补偿电流，ε表示MOS管NM17的介电常数，Cox表示为MOS管NM17的单位面积栅氧化层电容，μ表示电子的迁移速率，
Figure BDA0002516656340000154
表示MOS管NM17的氧化层宽长比，R9表示电阻R9的阻值，vT表示温度的电压当量，vTH17表示MOS管NM17的阈值电压。
通过电流镜镜像电流IPTAT到流过电阻R9的电流IR9，而IR9R9是MOS管NM17的栅极电压，结合上述MOS管NM17的漏电流计算式可知，在高温时，利用上述的高温补偿电路12即可实现对带隙基准电压进行高温补偿、从而有效减小高温区的温漂。
如图7所示，在一个实施例中，高温补偿电路12还包括第二修调单元124。第二修调单元124用于调节高温补偿电流。第二修调单元124包括MOS管PM20至PM28。MOS管PM20、MOS管PM22、MOS管PM24和MOS管PM26的源极均用于连接电源AVDD。MOS管PM20、MOS管PM22、MOS管PM24和MOS管PM26的栅极均连接至MOS管PM19的漏极。MOS管PM20的漏极连接MOS管PM21的源极。MOS管PM22的漏极连接MOS管PM23的源极。MOS管PM24的漏极连接MOS管PM25的源极。MOS管PM26的漏极连接MOS管PM27的源极。MOS管PM28的源极连接MOS管PM18的漏极。MOS管PM21、MOS管PM23、MOS管PM25、MOS管PM27和MOS管PM28的漏极相连并连接至MOS管NM17的栅极。MOS管PM21、MOS管PM23、MOS管PM25、MOS管PM27和MOS管PM28的栅极分别用于一一对应连接各电平转换器的输出端。各电平转换器的输入端分别用于接入外部寄存器信号。
可以理解，本实施例中的第二修调单元124，也可以参照上述第一修调单元168的电平控制方式，实现各修调点的开关控制，也即分别在M0至M4端子上通过电平转换器接入外部的数字寄存器，从而通过外部寄存器信号分别控制各修调点的开关控制。
具体的，考虑到电路在生产过程中工艺偏移(例如不一定是工艺角TT)对带隙基准电压源的影响，加入第二修调单元124后，可以进一步调节电流IR9的大小，例如可以由四路外部寄存器信号分别控制第二修调单元124的四个修调点，对应的四路电流比，例如但不限于是1：2:4:8，根据四个修调点的不同导通组合，即可产生16种不同的电流，实现对电流IR9的不同大小调节。如此，电流IR9的大小可调节，使得高温补偿电流可调，即使工艺角变化也可以对带隙基准电压进行调节，达到了在所有工艺角下对带隙基准电压的补偿与精确调节的效果，得到超低温漂的带隙基准电压源100。
如图8所示，在一个实施例中，高温补偿电路12还包括IPTAT启动单元126，IPTAT启动单元126的启动控制输出端分别连接IPTAT单元122和低温补偿电路14的启动控制端，用于分别对IPTAT单元122和低温补偿电路14进行启动控制。
可以理解，IPTAT启动单元126为本领域传统的PTAT电路的启动电路。通过设置IPTAT启动单元126，可以在带隙基准电压源100上电时，快速自动控制IPTAT单元122和低温补偿电路14启动工作，提高带隙基准电压源100的使用效率。
如图9所示，在一个实施例中，低温补偿电路14包括ICTAT单元142、电阻R10、MOS管PM29和MOS管NM18。ICTAT单元142用于产生低温补偿电流。MOS管PM29的源极用于连接电源AVDD。MOS管PM29的栅极连接ICTAT单元142的MOS管PM30的漏极。MOS管PM29的漏极分别连接MOS管NM18的栅极和电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地。MOS管NM18的漏极连接带隙基准电路16，MOS管NM18的源极接地。
可以理解，ICTAT单元142可以采用传统的CTAT电路，用于产生与绝对温度成反比的电流ICTAT，(CTAT：complementary to absolute temperature，与绝对温度成反比)。电阻R10与电阻R9分别属于两种温度系数不同的电阻，具体电阻类型可以分别根据各自所在的补偿电路所需输出的补偿电流来确定，如电阻R9为正温度系数的电阻，电阻R10为负温度系数的电阻。具体的，结合ICTAT单元142的双极晶体管的VBE呈负温度特性，以及MOS管(即MOS管NM18)的亚阈值区导电特性：漏电流和栅极电压呈指数关系，在低温时，对带隙基准电压进行低温补偿，即可有效减少低温区的温漂。
电流ICTAT的计算式如下：
Figure BDA0002516656340000181
其中，ICTAT表示电流ICTAT的电流值，vBE5表示双极晶体管Q5的基极-发射极的电压值，R12表示电阻R12的阻值。借助ICTAT单元142的双极晶体管的VBE呈负温度特性，产生的电流ICTAT随温度升高而减小，使用该电路中构成的电流镜即可将电流ICTAT镜像到电阻R10的电流IR10上。
基于MOS管的亚阈值区公式，可以得到MOS管NM18的漏电流，也即上述的低温补偿电流，其计算式如下：
Figure BDA0002516656340000182
其中，ID18表示低温补偿电流，ε表示MOS管NM18的介电常数，Cox表示为MOS管NM18的单位面积栅氧化层电容，μ表示电子的迁移速率，
Figure BDA0002516656340000183
表示MOS管NM18的氧化层宽长比，vT表示温度的电压当量，vTH18表示MOS管NM18的阈值电压。
通过电流镜镜像电流ICTAT到流过电阻R10的电流IR10，而IR10 R10是MOS管NM18的栅极电压，结合上述MOS管NM18的漏电流计算式可知，在温度降低时，利用上述的低温补偿电路14即可实现对带隙基准电压进行低温补偿、从而有效减小低温区的温漂。
如图10所示，在一个实施例中，温补偿电路还包括第三修调单元144。第三修调单元144用于调节低温补偿电流。第三修调单元144包括MOS管PM31至PM40。MOS管PM31、MOS管PM34、MOS管PM36和MOS管PM38的源极均用于连接电源AVDD。MOS管PM31、MOS管PM32、MOS管PM34、MOS管PM36和MOS管PM38的栅极均连接至MOS管PM30的漏极。MOS管PM31的漏极连接MOS管PM32的源极。MOS管PM32的漏极连接MOS管PM33的源极。MOS管PM34的漏极连接MOS管PM35的源极。MOS管PM36的漏极连接MOS管PM37的源极。MOS管PM38的漏极连接MOS管PM39的源极。MOS管PM40的源极连接MOS管PM29的漏极。MOS管PM33、MOS管PM35、MOS管PM37、MOS管PM39和MOS管PM40的漏极相连并连接至MOS管NM18的栅极。MOS管PM33、MOS管PM35、MOS管PM37、MOS管PM39和MOS管PM40的栅极分别用于一一对应连接各电平转换器的输出端。各电平转换器的输入端分别用于接入外部寄存器信号。
可以理解，本实施例中的第三修调单元144，也可以参照上述第一修调单元168的电平控制方式，实现各修调点的开关控制，也即分别在M5至M9端子上通过电平转换器接入外部的数字寄存器，从而通过外部寄存器信号分别控制各修调点的开关控制。图10中，E端用于连接IPTAT启动单元126的电容的正极，用于通过IPTAT启动单元126实现对ICTAT单元142的启动控制。
具体的，考虑到电路在生产过程中工艺偏移对带隙基准电压源的影响，加入第三修调单元144后，可以进一步调节电流IR10的大小，以调节MOS管NM18的栅极电压，例如可以由另外四路外部寄存器信号分别控制第三修调单元144的四个修调点，对应的四路电流比，例如但不限于是1：2:4:8，根据四个修调点的不同导通组合，即可产生16种不同的电流，实现对电流IR10的不同大小调节。如此，电流IR10的大小可调节，使得低温补偿电流可调，即使工艺角变化也可以对带隙基准电压进行调节，进一步实现了在所有工艺角下对带隙基准电压的补偿与精确调节，得到超低温漂的带隙基准电压源100。
带隙基准电压源100通过高阶补偿具有超低温度系数，在TT工艺角下-40℃至125℃全温区内，VBG变化为96uV；其他工艺角下经过高阶补偿和修调后，全温区内VBG变化均在0.5mV以内，只需通过外部寄存器信号控制各修调单元的修调点开/关和调节电流IR9、电流IR10即可。带隙基准电压源100的整个电路在不同工艺角下均可正常启动，相位裕度为80deg以上，电路结构简单，便于实现，极大地提高了带隙基准电压源100及其应用的MCU系统的适用性。
在一个实施例中，如图11所示的是上述带隙基准电压源100输出的带隙基准电压的补偿效果示意图。其中，曲线A表示的是补偿前的电压曲线，曲线B表示的是补偿后的电压曲线。上述带隙基准电压源100，利用IPTAT(ICTAT)电路单元结合MOSFET管(即上述的MOS管NM17和NM18)的亚阈值区导电特性和修调技术，进行精细化的分段高阶补偿，调节带隙基准电压源的温漂，同时带隙基准电路16采用高性能运放进行嵌位，实现对VBG进行精确调节，得到超低温漂的带隙基准电压源。如此，通过对传统带隙基准电压源进行高阶补偿，实现了在全工艺角下的超低温漂，能够更优异地满足MCU系统的基准需求。
在一个实施例中，还提供一种MCU芯片，包括上述任一实施例中所述的带隙基准电压源100。可以理解，带隙基准电压源100可以集成到MCU芯片上，为MCU芯片提供其所需的带隙基准电压，带隙基准电压源100工作所需的工作电压也可以直接使用MCU芯片上的电压源模块提供。本领域技术人员可以理解，带隙基准电压源100的带隙基准电压输出端与MCU芯片上使用带隙基准的器件之间的电路连接方式、带隙基准电压源100的工作电压接入端子与MCU芯片上的相应电压源之间的电路连接方式，均可以参照传统MCU芯片上的带隙基准源的相应电路连接方式同理理解。应用上述带隙基准电压源100的MCU芯片，可以为MCU芯片上使用带隙基准的器件提供全工艺角下超低温漂的带隙基准电压，从而能够极大地提升MCU芯片的应用环境适应性，提升MCU芯片的整体性能。
在本说明书的描述中，参考术语“其中一个实施例”、“另一实施例”、“一实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种带隙基准电压源，其特征在于，包括：
高温补偿电路，用于产生随温度升高增大的高温补偿电流；
低温补偿电路，用于产生随温度升高减小的低温补偿电流；
带隙基准电路，分别连接所述高温补偿电路和所述低温补偿电路，用于产生经过所述高温补偿电流或所述低温补偿电流进行高阶温度补偿的带隙基准电压。
2.根据权利要求1所述的带隙基准电压源，其特征在于，所述带隙基准电路包括带隙启动单元、嵌位运放和基准核心单元；
所述带隙启动单元连接所述基准核心单元，用于对所述基准核心单元进行启动控制，所述嵌位运放连接所述基准核心单元，用于对所述基准核心单元进行电压嵌位；
所述基准核心单元分别连接所述高温补偿电路和所述低温补偿电路，所述基准核心单元用于产生所述带隙基准电压。
3.根据权利要求2所述的带隙基准电压源，其特征在于，所述基准核心单元包括MOS管PM1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、双极晶体管Q1和双极晶体管Q2；所述嵌位运放包括运算放大器和负载模块，所述负载模块包括MOS管NM1至NM12；
所述MOS管PM1的源极用于连接电源AVDD，所述MOS管PM1的栅极分别连接所述带隙启动单元的第一控制端和所述运算放大器的MOS管PM6的栅极，所述MOS管PM1的漏极用于输出所述带隙基准电压；
所述电阻R1的一端连接所述MOS管PM1的漏极，所述电阻R1的另一端分别连接所述高温补偿电路的输出端、所述低温补偿电路的输出端、所述带隙启动单元的第二控制端、所述电阻R2的一端以及所述电阻R3的一端；
所述电阻R2的另一端分别连接所述双极晶体管Q1的集电极和所述运算放大器的MOS管PM11的栅极，所述电阻R3的另一端分别连接所述电阻R4的一端和所述运算放大器的MOS管PM12的栅极，所述电阻R4的另一端连接所述双极晶体管Q2的集电极，所述双极晶体管Q1和所述双极晶体管Q2的发射极均接地；
所述MOS管NM1的漏极连接所述运算放大器的MOS管PM2的漏极，所述MOS管NM1至NM4共栅连接且栅极连接至所述MOS管NM1的漏极，MOS管NM2的漏极连接所述运算放大器的MOS管PM4的漏极，所述MOS管NM1至NM4共源连接并接地；
MOS管NM5和MOS管NM6共源连接并接地，所述MOS管NM5的漏极连接所述运算放大器的MOS管PM11的漏极，所述MOS管NM5、MOS管NM7、MOS管NM9和MOS管NM11的栅极相连并接至所述MOS管NM1的漏极，所述MOS管NM6的栅极分别连接所述MOS管NM5的漏极和MOS管NM12的栅极；
所述MOS管NM7和MOS管NM8共源连接并接地，所述MOS管NM7的漏极连接所述运算放大器的MOS管PM12的漏极，所述MOS管NM8的栅极分别连接所述MOS管NM7的漏极和所述MOS管NM10的栅极，所述MOS管NM9和所述MOS管NM10共源连接并接地，所述MOS管NM9的漏极连接所述运算放大器的MOS管PM9的漏极；
所述MOS管NM11的漏极连接所述运算放大器的MOS管PM10的漏极，所述MOS管NM11和所述MOS管NM12共源连接并接地。
4.根据权利要求3所述的带隙基准电压源，其特征在于，所述带隙基准电路还包括第一修调单元，所述电阻R4的另一端通过所述第一修调单元连接所述双极晶体管Q2的集电极；
所述第一修调单元包括依次串联的电阻R5至R8，以及与所述电阻R5至R8一一对应且并联连接的修调开关PD0至PD3，所述电阻R5的输入端连接所述电阻R4的另一端，所述电阻R8的输出端连接所述双极晶体管Q2的集电极；
任一所述修调开关包括电平转换器以及漏极相连、源极相连的一对MOS管，且其中一个MOS管的栅极连接所述电平转换器的第一输出端，另一个MOS管的栅极连接所述电平转换器的第二输出端，所述电平转换器的输入端用于接入外部寄存器信号。
5.根据权利要求3或4所述的带隙基准电压源，其特征在于，所述带隙基准电路还包括使能控制单元，所述使能控制单元用于接收到第一使能信号时，关闭所述基准核心单元；
所述使能控制单元包括MOS管PM13至PM16，以及MOS管NM13至NM16，所述MOS管PM13和所述MOS管NM16的栅极相连并用于接入所述第一使能信号，所述MOS管PM13和所述MOS管NM16的漏极相连并分别连接MOS管PM14、MOS管PM15和MOS管PM16的栅极，所述MOS管PM13的源极连接所述电源AVDD，所述MOS管NM16的源极接地；
所述MOS管PM14、所述MOS管PM15和所述MOS管PM16的源极均连接所述电源AVDD，所述MOS管PM14的漏极连接所述带隙启动单元的MOS管PM17的漏极，所述MOS管PM15的漏极连接所述带隙启动单元的第一控制端，所述MOS管PM16的漏极分别连接所述运算放大器的MOS管PM3、MOS管PM4、MOS管PM9和MOS管PM10的栅极；
所述MOS管NM13、所述MOS管NM14和MOS管NM15的源极均接地，所述MOS管NM13、MOS管NM14和MOS管NM15的栅极相连并用于接入所述第一使能信号，所述MOS管NM13的漏极连接所述MOS管NM6的栅极，所述MOS管NM14的漏极连接所述MOS管NM8的栅极，所述MOS管NM15的漏极连接所述MOS管NM1的漏极。
6.根据权利要求1至4任一项所述的带隙基准电压源，其特征在于，所述高温补偿电路包括IPTAT单元、电阻R9、MOS管PM18和MOS管NM17，所述IPTAT单元用于产生所述高温补偿电流；
所述MOS管PM18的源极用于连接电源AVDD，所述MOS管PM18的栅极连接所述IPTAT单元的MOS管PM19的漏极，所述MOS管PM18的漏极分别连接所述MOS管NM17的栅极和所述电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端接地，所述MOS管NM17的漏极连接所述带隙基准电路，所述MOS管NM17的源极接地。
7.根据权利要求6所述的带隙基准电压源，其特征在于，所述高温补偿电路还包括第二修调单元，所述第二修调单元用于调节所述高温补偿电流；
所述第二修调单元包括MOS管PM20至PM28，所述MOS管PM20、MOS管PM22、MOS管PM24和MOS管PM26的源极均用于连接所述电源AVDD，所述MOS管PM20、所述MOS管PM22、所述MOS管PM24和所述MOS管PM26的栅极均连接至所述MOS管PM19的漏极；
所述MOS管PM20的漏极连接所述MOS管PM21的源极，所述MOS管PM22的漏极连接所述MOS管PM23的源极，所述MOS管PM24的漏极连接所述MOS管PM25的源极，所述MOS管PM26的漏极连接所述MOS管PM27的源极，所述MOS管PM28的源极连接所述MOS管PM18的漏极；
所述MOS管PM21、所述MOS管PM23、所述MOS管PM25、所述MOS管PM27和所述MOS管PM28的漏极相连并连接至所述MOS管NM17的栅极，所述MOS管PM21、所述MOS管PM23、所述MOS管PM25、所述MOS管PM27和所述MOS管PM28的栅极分别用于一一对应连接各电平转换器的输出端，各所述电平转换器的输入端分别用于接入外部寄存器信号。
8.根据权利要求6所述的带隙基准电压源，其特征在于，所述高温补偿电路还包括IPTAT启动单元，所述IPTAT启动单元的启动控制输出端分别连接所述IPTAT单元和所述低温补偿电路的启动控制端，用于分别对所述IPTAT单元和所述低温补偿电路进行启动控制。
9.根据权利要求6所述的带隙基准电压源，其特征在于，所述低温补偿电路包括ICTAT单元、电阻R10、MOS管PM29和MOS管NM18，所述ICTAT单元用于产生所述低温补偿电流；
所述MOS管PM29的源极用于连接电源AVDD，所述MOS管PM29的栅极连接所述ICTAT单元的MOS管PM30的漏极，所述MOS管PM29的漏极分别连接所述MOS管NM18的栅极和所述电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端接地，所述MOS管NM18的漏极连接所述带隙基准电路，所述MOS管NM18的源极接地。
10.根据权利要求9所述的带隙基准电压源，其特征在于，所述低温补偿电路还包括第三修调单元，所述第三修调单元用于调节所述低温补偿电流；
所述第三修调单元包括MOS管PM31至PM40，所述MOS管PM31、所述MOS管PM34、所述MOS管PM36和所述MOS管PM38的源极均用于连接所述电源AVDD，所述MOS管PM31、所述MOS管PM32、所述MOS管PM34、所述MOS管PM36和所述MOS管PM38的栅极均连接至所述MOS管PM30的漏极；
所述MOS管PM31的漏极连接所述MOS管PM32的源极，所述MOS管PM32的漏极连接所述MOS管PM33的源极，所述MOS管PM34的漏极连接所述MOS管PM35的源极，所述MOS管PM36的漏极连接所述MOS管PM37的源极，所述MOS管PM38的漏极连接所述MOS管PM39的源极，所述MOS管PM40的源极连接所述MOS管PM29的漏极；
所述MOS管PM33、所述MOS管PM35、所述MOS管PM37、所述MOS管PM39和所述MOS管PM40的漏极相连并连接至所述MOS管NM18的栅极，所述MOS管PM33、所述MOS管PM35、所述MOS管PM37、所述MOS管PM39和所述MOS管PM40的栅极分别用于一一对应连接各电平转换器的输出端，各所述电平转换器的输入端分别用于接入外部寄存器信号。
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