CN112130615B - 一种基准源电路及芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基准源电路及芯片，其中，所述基准源电路包括正温度系数电压模块和整合模块，所述正温度系数电压模块的第一输出端通过第一电阻与所述整合模块连接，所述正温度系数电压模块的第二输出端通过第二电阻与所述整合模块连接，所述基准源电路输出的基准电压的零温度系数点通过所述第一电阻与所述第二电阻的阻值差调节。如此配置，简化了电路的设计过程，解决了现有技术中的基准源电路，在调整零温度系数点时存在调整难度大、牵扯的元件多、计算繁琐的问题。

Description

一种基准源电路及芯片
技术领域
本发明涉及集成电路芯片技术领域，特别涉及一种基准源电路及芯片。
背景技术
普通的恒压源或恒流源，其输出电压或电流会随着温度的变化而变化。可以将这种特性用温度系数来表征，温度系数是指当温度变化时，输出电压或输出电流随着温度变化而变化的幅度。基准电压源是指供电电压与温度无关的恒压源，即零温度系数的恒压源，基准电流源是指供电电流与温度无关的电流源，即零温度系数的恒流源。
常规的基准电压电路或基准电流电路只能在特定的温度下实现零温度系数，即在该温度上下一定范围内表现出稳定的电压基准或电流基准。由于常规的基准源电路，在设计时只考虑了如何构造正温度系数模块和负温度系数模块，并使得两者的温度系数大小相等符号相反，却没有考虑零温度系数点如何调节的问题，各元件参数与零温度系数点之间的关系存在耦合。如果想要改变上述电路的零温度系数点，则可能需要大幅调整上述电路中的大量的元件的参数，而且计算繁琐，适用范围小。
综上，现有技术中的基准源电路，在调整零温度系数点时存在调整难度大、牵扯的元件多、计算繁琐的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基准源电路及芯片，以解决现有技术中的基准源电路，在调整零温度系数点时存在调整难度大、牵扯的元件多、计算繁琐的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基准源电路，所述基准源电路包括正温度系数电压模块和整合模块，所述正温度系数电压模块的第一输出端通过第一电阻与所述整合模块连接，所述正温度系数电压模块的第二输出端通过第二电阻与所述整合模块连接，所述基准源电路输出的基准电压的零温度系数点通过所述第一电阻与所述第二电阻的阻值差调节。
可选的，所述正温度系数电压模块包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极被配置为所述正温度系数电压模块的第一输出端，所述第二三极管的基极被配置为所述正温度系数电压模块的第二输出端。
可选的，所述第一三极管的be结反向饱和电流与所述第二三极管的be结反向饱和电流之比为预设值。
可选的，所述正温度系数电压模块还包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第三电阻和电容器；
所述第一晶体管为PNP型三极管，所述第一晶体管的发射极与电源连接，所述第一晶体管的基极与自身的集电极连接，所述第一晶体管的集电极与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地；
所述第二晶体管为PNP型三极管，所述第二晶体管的发射极与电源连接，所述第二晶体管的基极与所述第一晶体管的基极连接；
所述第三晶体管为PNP型三极管，所述第三晶体管的发射极与电源连接，所述第三晶体管的基极与所述第一晶体管的基极连接；
所述第四晶体管为PNP型三极管，所述第四晶体管的发射极与所述第三晶体管的集电极连接，所述第四晶体管的集电极接地；
所述电容器的一端与所述第四晶体管的基极连接，所述电容器的另一端接地；
所述第五晶体管为PNP型三极管，所述第五晶体管的发射极与所述第三晶体管的集电极连接；
所述第六晶体管为PNP型三极管，所述第六晶体管的发射极与所述第三晶体管的集电极连接，所述第六晶体管的基极与所述第五晶体管的基极连接，所述第六晶体管的基极还与自身的集电极连接；
所述第一三极管为NPN型三极管，所述第一三极管的集电极与所述第五晶体管的集电极连接，所述第一三极管的集电极还与所述第四晶体管的基极连接；
所述第二三极管为NPN型三极管，所述第二三极管的集电极与所述第六晶体管的集电极连接，所述第二三极管的发射极与所述第一三极管的发射极连接；
所述第七晶体管为NPN型三极管，所述第七晶体管的集电极与所述第二晶体管的集电极连接，所述第七晶体管的集电极还与自身的基极连接；所述第七晶体管的发射极接地；
所述第八晶体管为NPN型三极管，所述第八晶体管的集电极与所述第一三极管的发射极连接；所述第八晶体管的基极与所述第七晶体管的基极连接，所述第八晶体管的发射极接地。
可选的，所述基准源电路还包括负温度系数电压模块，所述负温度系数电压模块的温度系数和所述正温度系数电压模块的温度系数符号相反，且在所述基准源电路的零温度系数点相互适配。
可选的，所述负温度系数电压模块包括第三三极管，所述第三三极管的基极发射极电压的温度系数被配置为所述负温度系数电压模块的温度系数。
可选的，所述整合模块包括第九晶体管、第四电阻、第五电阻和第六电阻；
所述第九晶体管为NPN型三极管，所述第九晶体管的集电极与电源连接，所述第九晶体管的基极与所述第三晶体管的集电极连接，所述第九晶体管的发射极与所述第四电阻的第一端连接；
所述第五电阻的第一端与所述第四电阻的第二端连接，所述第五电阻的第二端通过所述负温度系数电压模块与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端接地，所述正温度系数电压模块的第一输出端通过第一电阻与所述第五电阻的第一端连接，所述正温度系数电压模块的第二输出端通过第二电阻与所述第五电阻的第二端连接；
所述第四电阻的第一端用于输出所述基准电压。
可选的，所述基准源电路还包括温度补偿模块，所述基准源电路包括至少一个温度补偿子电路，所述温度补偿子电路被配置为，当环境温度升高达到预设温度时，抬升所述基准电压；
当所述温度补偿子电路的数量大于一个时，每个所述温度补偿子电路对应的所述预设温度各不相同。
可选的，所述基准源电路还包括基准电流输出模块，所述基准电流输出模块包括第一电流镜和第二电流镜，所述第一电流镜的输入端与所述整合模块连接并用于获取流经所述整合模块的电流，所述第一电流镜的输出端与所述第二电流镜的输入端连接，所述第二电流镜的输出端用于输出基准电流。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种芯片，包括上述的基准源电路。
与现有技术相比，本发明提供的基准源电路及芯片中，所述基准源电路包括正温度系数电压模块和整合模块，所述正温度系数电压模块的第一输出端通过第一电阻与所述整合模块连接，所述正温度系数电压模块的第二输出端通过第二电阻与所述整合模块连接，所述基准源电路输出的基准电压的零温度系数点通过所述第一电阻与所述第二电阻的阻值差调节。如此配置，简化了电路的设计过程，解决了现有技术中的基准源电路，在调整零温度系数点时存在调整难度大、牵扯的元件多、计算繁琐的问题。
附图说明
本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：
图1是本发明一实施例的基准源电路的结构示意图；
图2是本发明一实施例的基准源电路的电路示意图；
图3是本发明一实施例的基准源电路输出的基准电压与温度之间的关系的示意图；
图4是本发明另一实施例的基准源电路输出的基准电压与温度之间的关系的示意图；
图5是本发明一实施例的基准源电路输出的基准电流与温度之间的关系的示意图。
附图中：
10-第一电阻；20-第二电阻；100-正温度系数电压模块；200-整合模块；300-负温度系数电压模块；400-温度补偿模块；500-基准电流输出模块；510-第一电流镜；520-第二电流镜。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本发明中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的核心思想在于提供一种基准源电路及芯片，以解决现有技术中的基准源电路，在调整零温度系数点时存在调整难度大、牵扯的元件多、计算繁琐的问题。
以下参考附图进行描述。
请参考图1至图5，其中，图1是本发明一实施例的基准源电路的结构示意图；图2是本发明一实施例的基准源电路的电路示意图；图3是本发明一实施例的基准源电路输出的基准电压与温度之间的关系的示意图；图4是本发明另一实施例的基准源电路输出的基准电压与温度之间的关系的示意图；图5是本发明一实施例的基准源电路输出的基准电流与温度之间的关系的示意图。
请参考图1和图2，本发明一实施例提供了一种基准源电路，所述基准源电路包括正温度系数电压模块100和整合模块200，所述正温度系数电压模块100的第一输出端通过第一电阻10与所述整合模块200连接，所述正温度系数电压模块的第二输出端通过第二电阻20与所述整合模块200连接，所述基准源电路输出的基准电压的零温度系数点通过所述第一电阻10与所述第二电阻20的阻值差调节。
如此配置，可以获得如图3所示的有益效果，即当将所述第一电阻10（其阻值记作R1）和所述第二电阻20（其阻值记作R2）的阻值差（R1-R2）的值设置为小于0时，可以获得较低的零温度系数点；当将所述第一电阻10和所述第二电阻20的阻值差（R1-R2）的值设置为等于0时，可以获得适中的零温度系数点；当将所述第一电阻10和所述第二电阻20的阻值差（R1-R2）的值设置为大于0时，可以获得较大的零温度系数点。进一步地，通过精确设定（R1-R2）的值，则可以将所述基准源电路的零温度系数点设定在最适合工况。
尽管其他形式的基准源电路也可以通过调整其内部的某些元件的参数以达到调节自身的零温度系数点的结果，但是这样的调整，往往涉及多个元件，且单个元件调参后引发的结果很可能是跟电路的其他特征参数耦合的，例如，调节了某个元件后，可能引发了输出电压的变动，甚至可能导致电路失去了零温度系数的特性。而通过同时调节多个元件的参数，理论上是可以达到在保持电路的其他特征参数不变的情况下，调整了零温度系数的可能性的。但是该过程需要通过解一组较为复杂的方程组实现，该方程组甚至可能是微分方程组，如果不采用解方程而采用数值工具，通过优化算法进行调参，工作量仍然是较为巨大的。
与上述缺点相比，首先，本实施例提供的所述基准源电路，可以通过求解较为简单的方程，得到理论上的所述第一电阻10和所述第二电阻20的理想阻值，在不影响所述基准源电路其他特征参数的前提下，快速调整所述基准源电路的零温度系数点。其次，请参考图3，从图3中我们可知，所述基准源电路的零温度系数点和（R1-R2）的值存在增函数的关系，因此也可以通过快速迭代来计算得到所需的所述基准源电路的零温度系数点所对应的所述第一电阻10和所述第二电阻20的理想阻值，例如，使用二分法进行查找和定位。
综上，本实施例提供的所述基准源电路，简化了电路的设计过程，解决了现有技术中的基准源电路，在调整零温度系数点时存在调整难度大、牵扯的元件多、计算繁琐的问题。
优选地，所述正温度系数电压模块100包括第一三极管Qa和第二三极管Qb，所述第一三极管Qa的基极被配置为所述正温度系数电压模块的第一输出端，所述第二三极管Qb的基极被配置为所述正温度系数电压模块的第二输出端。如此配置，可以利用三极管的基极电流较小的特性，减少通过所述第一电阻10的电流，以及所述第二电阻20的电流，从而进一步降低所述第一电阻10和所述第二电阻20的阻值和所述基准源电路的输出电压之间的耦合关系。
优选地，所述第一三极管Qa的be结反向饱和电流与所述第二三极管Qb的be结反向饱和电流之比为预设值。通过分析可知，所述正温度系数电压模块100输出的电压与所述第一三极管Qa的be结反向饱和电流与所述第二三极管Qb的be结反向饱和电流有关，上述两者之比设置为预设值，有利于后续的电路分析，简化计算。需理解，将所述第一三极管Qa的be结反向饱和电流与所述第二三极管Qb的be结反向饱和电流之比设置为预设值只是本发明的一种较优实施方案，也可以在确保所述第一三极管Qa和第二三极管Qb的be结反向饱和电流之比＜1的前提下，任意地选择所述第一三极管Qa以及所述第二三极管Qb，或者，在确保所述第一三极管Qa和第二三极管Qb的be结反向饱和电流之比＜1的前提下，任意地选择所述基准源电路中除所述第一电阻10和所述第二电阻20的大部分元件，然后，通过实验的方法调节所述第一电阻10和所述第二电阻20的阻值，最终得到预期的零温度系数点。上述的实验方法仍然可以采用二分法或者其他的优化求解算法。
在一实施例中，所述基准源电路还包括负温度系数电压模块300，所述负温度系数电压模块300的温度系数和所述正温度系数电压模块100的温度系数符号相反，且在所述基准源电路的零温度系数点相互适配。需理解，受限于半导体元件的材料特性，目前所知的半导体元件，其温度系数严格而言，是指温度系数函数，也就是说，半导体元件的温度系数本身，又会随着温度的变化而变化。请参考图3中的任意一条曲线，需理解，为了便于着重说明曲线的趋势，曲线的纵轴的单位，选择了uV，若在正常的V或者mV的坐标系下，该曲线实际为直线（图4的纵坐标也应当以同样的思路理解）。曲线以零温度系数点为顶点，向上凸出，这就是温度系数本身又会随着温度的变化而变化的表现。因而，并不能强求所述负温度系数电压模块300的温度系数和所述正温度系数电压模块100的温度系数在任何温度下都能够相互适配，而是设定其在零温度系数点相互适配。需理解，“相互适配”是指两者相加的值等于0或者在工程范畴下等于0。
为了实现所述负温度系数电压模块300的温度系数，有许多方案，本领域技术人员可以根据公知常识进行设计。而较优的方案是，所述负温度系数电压模块300包括第三三极管Qc，所述第三三极管Qc的基极发射极电压的温度系数被配置为所述负温度系数电压模块的温度系数。这样可以简化所述负温度系数电压模块300的电路结构，也有利于降低电路的设计和制作成本。
在一实施例中，所述整合模块200用于将所述正温度系数电压模块100输出的电压与所述负温度系数电压模块300输出的电压相加得到原始电压，所述基准电压基于所述原始电压得到。即，所述基准电压可以是直接使用所述原始电压，也可以是通过在原始电压的基础上进行一些简单的变换，例如叠加或分压，然后将变换结果作为所述基准电压。
在一较优的实施例中，所述基准源电路还包括温度补偿模块400，所述基准源电路400包括至少一个温度补偿子电路，所述温度补偿子电路被配置为，当环境温度升高达到预设温度时，抬升所述基准电压；
当所述温度补偿子电路的数量大于一个时，每个所述温度补偿子电路对应的所述预设温度各不相同。
在图2示出的实施例中，所述温度补偿子电路的数量为两个。
所述温度补偿子电路包括感温元件，所述感温元件被配置为，当环境温度升高达到所述预设温度时，导通所述温度补偿子电路，否则断开所述温度补偿子电路；
所述温度补偿子电路的输出端与所述整合模块200连接，所述温度补偿子电路被配置为，当电路导通时，增加所述整合模块200的电流，从而抬升所述基准电压。
所述温度补偿子电路的具体形式，可以参照图2理解。但是图2并不限定所述温度补偿子电路的具体形式，凡是基于上述逻辑，利用感温元件，在环境温度升高达到所述预设温度时，通过导通所述温度补偿子电路来抬升所述基准电压的方式，都应当视为本申请权利要求的保护范围。
优选地，所述基准源电路还包括基准电流输出模块500，所述基准电流输出模块500包括第一电流镜510和第二电流镜520，所述第一电流镜510的输入端与所述整合模块200连接并用于获取流经所述整合模块200的电流，所述第一电流镜510的输出端与所述第二电流镜520的输入端连接，所述第二电流镜520的输出端用于输出基准电流。需理解，在图2示出的实施例中，所述第一电流镜510和所述负温度系数电压模块300共用了一个三极管，即所述第三三极管Qc，在其他形式的所述基准电流输出模块500中，也可以采用独立设置所述第一电流镜510的方式。通过所述基准电流输出模块500的配置，合理利用了所述基准源电路的其他部分，使得所述基准源电路能够同时输出基准电压和基准电流，扩展了所述基准源电路的适用范围。其中，设置所述第一电流镜510的目的是为了保证无论在所述基准电流输出模块500的输出端是否输出了电流，所述整合模块200的内部电流都不会发生变化。
请参考图2，在一实施例中，所述基准源电路包括正温度系数电压模块100、第一电阻10、第二电阻20、整合模块200、负温度系数电压模块300、温度补偿模块400以及基准电流输出模块500。
所述正温度系数电压模块100包括第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五晶体管Q5、第六晶体管Q6、第一三极管Qa、第二三极管Qb、第七晶体管Q7、第八晶体管Q8、第三电阻R3和电容器C1；
所述第一晶体管Q1为PNP型三极管，所述第一晶体管Q1的发射极与电源连接，所述第一晶体管Q1的基极与自身的集电极连接，所述第一晶体管Q1的集电极与所述第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端接地；
所述第二晶体管Q2为PNP型三极管，所述第二晶体管Q2的发射极与电源连接，所述第二晶体管Q2的基极与所述第一晶体管Q1的基极连接；
所述第三晶体管Q3为PNP型三极管，所述第三晶体管Q3的发射极与电源连接，所述第三晶体管Q3的基极与所述第一晶体管Q1的基极连接；
所述第四晶体管Q4为PNP型三极管，所述第四晶体管Q4的发射极与所述第三晶体管Q3的集电极连接，所述第四晶体管Q4的集电极接地；
所述电容器C1的一端与所述第四晶体管Q4的基极连接，所述电容器C1的另一端接地；
所述第五晶体管Q5为PNP型三极管，所述第五晶体管Q5的发射极与所述第三晶体管Q3的集电极连接；
所述第六晶体管Q6为PNP型三极管，所述第六晶体管Q6的发射极与所述第三晶体管Q3的集电极连接，所述第六晶体管Q6的基极与所述第五晶体管Q5的基极连接，所述第六晶体管Q6的基极还与自身的集电极连接；
所述第一三极管Qa为NPN型三极管，所述第一三极管Qa的集电极与所述第五晶体管Q5的集电极连接，所述第一三极管Qa的集电极还与所述第四晶体管Q4的基极连接；
所述第二三极管Qb为NPN型三极管，所述第二三极管Qb的集电极与所述第六晶体管Q6的集电极连接，所述第二三极管Qb的发射极与所述第一三极管Qa的发射极连接；
所述第七晶体管Q7为NPN型三极管，所述第七晶体管Q7的集电极与所述第二晶体管Q2的集电极连接，所述第七晶体管Q7的集电极还与自身的基极连接；所述第七晶体管Q7的发射极接地；
所述第八晶体管Q8为NPN型三极管，所述第八晶体管Q8的集电极与所述第一三极管Qa的发射极连接；所述第八晶体管Q8的基极与所述第七晶体管Q7的基极连接，所述第八晶体管Q8的发射极接地。
所述整合模块200包括第九晶体管Q9、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6；
所述第九晶体管Q9为NPN型三极管，所述第九晶体管Q9的集电极与电源连接，所述第九晶体管Q9的基极与所述第三晶体管Q3的集电极连接，所述第九晶体管Q9的发射极与所述第四电阻R4的第一端连接；
所述第五电阻R5的第一端与所述第四电阻R4的第二端连接，所述第五电阻R5的第二端通过所述负温度系数电压模块300与所述第六电阻R6的一端连接，所述第六电阻R6的另一端接地，所述第一三极管Qa的基极通过第一电阻10与所述第五电阻R5的第一端连接，所述第二三极管Qb的基极通过第二电阻20与所述第五电阻R5的第二端连接；
所述第四电阻R4的第一端用于输出所述基准电压。
所述负温度系数电压模块300包括第三三极管Qc，所述第三三极管Qc为NPN型三极管，所述第三三极管Qc的集电极和自身的基极连接，所述第三三极管Qc的集电极与所述第五电阻R5的第二端连接，所述第三三极管Qc的发射极与所述第六电阻连接。
所述温度补偿模块400包括第四三极管Q13、第五三极管Q14、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12；
所述第四三极管Q13为NPN型三极管，所述第四三极管Q13的集电极与所述第四电阻R4的第二端连接；
所述第五三极管Q14为NPN型三极管，所述第五三极管Q14的集电极与所述第四电阻R4的第二端连接；
所述第七电阻R7的一端与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第七电阻R7的另一端同时与所述第四三极管Q13的基极以及所述第八电阻R8的一端连接，所述第八电阻R8的另一端同时与所述第五三极管Q14的基极以及所述第九电阻R9的一端连接，所述第九电阻R9的另一端接地；
所述第十电阻R10的一端与所述第四三极管Q13的发射极连接，所述第十电阻R10的另一端与所述第十二电阻R12的第一端连接，所述第十二电阻R12的第二端接地；所述第十一电阻R11的一端与所述第五三极管Q14的发射极连接，所述第十一电阻R11的另一端与所述第十二电阻R12的第一端连接；
其中，所述第四三极管Q13、所述第十电阻R10以及所述第十二电阻R12构成一所述温度补偿子电路；所述第五三极管Q14、所述第十一电阻R11以及所述第十二电阻R12构成另一所述温度补偿子电路。
所述基准源电路还包括基准电流输出模块500，所述基准电流输出模块500包括第一电流镜510和第二电流镜520，所述第一电流镜510的输入端与所述整合模块200连接并用于获取流经所述整合模块200的电流，所述第一电流镜510的输出端与所述第二电流镜520的输入端连接，所述第二电流镜520的输出端用于输出基准电流；
其中，所述第三三极管Qc还被设置为所述第一电流镜510的输入端的构成元件，所述第一电流镜510的电流复制比为1:1，所述第二电流镜520的电流复制比为1：Ka。
基于上述结构，本实施例的工作原理如下：
所述第五晶体管Q5和所述第六晶体管Q6组成1:1的电流镜使流过所述第一三极管Qa以及所述第二三极管Qb的电流相等，记作I，因此所述第一三极管Qa以及所述第二三极管Qb的基极电流也相等，记作Ib。 当所述第一三极管Qa的be结反向饱和电流与所述第二三极管Qb的be结反向饱和电流之比为1：N时，有如下公式（1）：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中VT=KT/q，K为Boltzmann常数，q为电荷量，T为热力学温度；VbeQa表示所述第一三极管Qa的基极和发射极之间的电压差，VbeQb表示所述第二三极管Qb的基极和发射极之间的电压差，deltaVbe表示VbeQa和VbeQb的差值，IsQa为所述第一三极管Qa的be结反向饱和电流；IsQb为所述第二三极管Qb的be结反向饱和电流。
所述第五电阻R5两端的电压差VR5为Ib*(R1-R2)+ deltaVbe，因此流经第五电阻R5的电流（记作I5）可由式（2）表示：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中，r5表示所述第五电阻R5的阻值。
在零温度系数点附近，所述温度补偿模块400的电路尚未导通，因此，根据基尔霍夫电流定律，可以计算所述整合模块200每个元件的流经电流，继而计算各元件的电压降，计算结果如表1所示。
表1 所述整合模块200每个元件的流经电流及电压降
元件 电流 电压降
第四电阻R4 I5+Ib (I5+Ib)r4
第五电阻R5 I5 I5*r5
第三三极管Qc的基极和发射极之间 I5-Ib VbeQc
第六电阻R6 2(I5-Ib) 2(I5-Ib)r6
其中VbeQc表示所述第三三极管Qc的基极和发射极之间的电压差，r4代表所述第四电阻R4的阻值，r6代表所述第六电阻R6的阻值。于是，可以通过式（3）计算所述基准源电路输出的基准电压VREF：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
将式（1）、式（2）均代入式（3）并整理后得到式（4）
Figure DEST_PATH_IMAGE006
根据本领域公知常识，有式（5）
Figure DEST_PATH_IMAGE007
其中，m为硅少数载流子迁移率的温度指数，Eg为硅的带隙能量。
希望所述基准源电路输出的基准电压不随着温度的变化而变化，因而，希望dVREF/dT=0，对式（4）求导后，将式（5）以及dVREF/dT=0代入，并整理得到式（6）：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
在特定温度T时设置合适的电阻R1、R2、r4、r5、r6 和VbeQc可使等式成立；观察式（6）可知，当r4、r5、r6的值确定时，若（R1-R2）减小，为了保持等式的成立，则VbeQc需要变大，若（R1-R2）增大，VbeQc需要变小，也就是说（R1-R2）和VbeQc成减函数的关系，而VbeQc是所述负温度系数模块300的特征参数，其值随着温度的增加而减小，也就是说VbeQc和温度T（同时也是零温度系数点的温度）成减函数的关系，于是，（R1-R2）和所述基准源电路的零温度系数点成增函数关系。
同时，所述基准源电路输出的基准电流可用式（7）计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
所述基准源电路输出的基准电流与温度之间的关系请参考图5，若选择A或者mA作为纵坐标，所述基准电流在不同的温度下，表现为一直线，在uA作为纵坐标时，所述基准电流才随着温度的变化出现微小的变化，所述基准源电路在工程范畴内可以视为与温度变化无关的电流源。
以下讨论所述温度补偿模块400的工作原理。
当所述基准源电路的环境温度上升时，所述第四三极管Q13的开启电压下降，因此在特定的温度T1（T1即所述预设温度），所述第四三极管Q13的基极电压VT1（VT1的具体测量位置请参考图2）大于所述第四三极管Q13的开启电压，此时，所述第四三极管Q13导通，流过所述第四电阻R4的电流增大，因而使得所述第四电阻两端的压差增大，最终导致基准电压VREF增大。对于所述第五三极管Q14也有同样的分析结果，在特定的温度T2(T2>T1，且T2也是所述预设温度)，VT2（VT2的具体测量位置请参考图2）大于所述第五三极管Q14的开启电压，此时，所述第五三极管Q14导通（此时，所述第四三极管Q13已经处于导通状态），流过所述第四电阻R4的电流再一次增大，所述基准电压VREF再一次被抬高。由图3知道，当温度超过零温度系数点后，随着温度的升高，其值会略微降低，而通过所述温度补偿模块400的两次抬高，正好可以抵消温度升高带来的所述基准电压VREF下降的效果，温度补偿的效果可以参考图4进行理解。在图4中，T0代表的是所述基准源电路的零温度系数点，T1和T2为前述的预设温度，从图4可知，当温度处于T0到T2的范围内时，所述基准电压可以在uV的尺度下视为不变，这使得所述基准源电路的输出电压更为稳定，具有了低温漂的特性。需理解，上述的T1、T2的理想值，可以根据实际工况的需求进行设计。而T1的实际值可通过如下方法实现，调节所述第七电阻R7、所述第八电阻R8以及所述第九电阻R9的阻值改变VT1的值，使得VT1的值与T1温度时所述第四三极管Q13的开启电压的值相等；T2的实际值可通过类似的方法实现，调节所述第七电阻R7、所述第八电阻R8以及所述第九电阻R9的阻值以改变VT2的值，使得VT2的值与T2温度时所述第五三极管Q14的开启电压的值相等。请参考图2，由于VT1和VT2的相对位置关系，可以保证VT2<VT1，从而确保了T2>T1。需理解，所述温度补偿子电路的补偿效果，即补偿的电流大小，其理想值可通过在所述预设温度时，未添加所述温度补偿模块400的所述基准源电路的压降反推计算得到，而补偿的电流的实际值则可以通过调节所述第十电阻R10、第十一电阻R11和第十二电阻R12的阻值来实现。当环境温度大于等于T1而小于T2时，所述温度补偿模块400增加的电流（记作△I1）可用式（8）计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
其中VbeQ13代表所述第四三极管Q13基极和发射极之间的电压降，r10表示所述第十电阻R10的阻值，r12表示第十二电阻R12的阻值此处应当理解为与温度T相关的函数。而此时被抬升的电压值可用△I1*r4计算。
当环境温度大于T2时，所述温度补偿模块400增加的电流（记作△I2）可用式（9）计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
其中VbeQ13代表所述第四三极管Q13基极和发射极之间的电压降，此处应当理解为与温度T相关的函数，VbeQ14代表所述第五三极管Q14基极和发射极之间的电压降，此处应当理解为与温度T相关的函数，r11表示所述第十一电阻R11的阻值；计算符号“//”代表两个元件并联后的等效电阻。而此时被抬升的电压值可用△I2*r4计算。
需理解，在本实施例中所述温度补偿子电路的数量为两个，对应的预设温度分别为T1和T2，也可以根据实际需要，设置一个所述温度补偿子电路以降低电路成本，或设置两个以上的所述温度补偿子电路以提高补偿效果。包括不同数量的所述温度补偿子电路的所述基准源电路，都应当视为本申请权利要求的保护范围。
本实施例还提供了一种芯片，包括上述的基准源电路。由于上述的基准源电路具有零温度系数点容易调节的有益效果，所述芯片也具有零温度系数点容易调节的有益效果。本领域技术人员可以根据实际需求以及现有技术对芯片的其他部分的电路和加工过程进行设置，这里不作详细的说明。
与现有技术相比，本发明提供的基准源电路及芯片中，所述基准源电路包括正温度系数电压模块100和整合模块200，所述正温度系数电压模块100的第一输出端通过第一电阻10与所述整合模块200连接，所述正温度系数电压模块100的第二输出端通过第二电阻20与所述整合模块200连接，所述基准源电路输出的基准电压的零温度系数点通过所述第一电阻10与所述第二电阻20的阻值差调节。如此配置，简化了电路的设计过程，解决了现有技术中的基准源电路，在调整零温度系数点时存在调整难度大、牵扯的元件多、计算繁琐的问题。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (5)

1.一种基准源电路，其特征在于，所述基准源电路包括正温度系数电压模块和整合模块，所述正温度系数电压模块的第一输出端通过第一电阻与所述整合模块连接，所述正温度系数电压模块的第二输出端通过第二电阻与所述整合模块连接，所述基准源电路输出的基准电压的零温度系数点通过所述第一电阻与所述第二电阻的阻值差调节；
所述正温度系数电压模块包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极被配置为所述正温度系数电压模块的第一输出端，所述第二三极管的基极被配置为所述正温度系数电压模块的第二输出端；
所述正温度系数电压模块还包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第三电阻和电容器；
所述第一晶体管为PNP型三极管，所述第一晶体管的发射极与电源连接，所述第一晶体管的基极与自身的集电极连接，所述第一晶体管的集电极与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地；
所述第二晶体管为PNP型三极管，所述第二晶体管的发射极与电源连接，所述第二晶体管的基极与所述第一晶体管的基极连接；
所述第三晶体管为PNP型三极管，所述第三晶体管的发射极与电源连接，所述第三晶体管的基极与所述第一晶体管的基极连接；
所述第四晶体管为PNP型三极管，所述第四晶体管的发射极与所述第三晶体管的集电极连接，所述第四晶体管的集电极接地；
所述电容器的一端与所述第四晶体管的基极连接，所述电容器的另一端接地；
所述第五晶体管为PNP型三极管，所述第五晶体管的发射极与所述第三晶体管的集电极连接；
所述第六晶体管为PNP型三极管，所述第六晶体管的发射极与所述第三晶体管的集电极连接，所述第六晶体管的基极与所述第五晶体管的基极连接，所述第六晶体管的基极还与自身的集电极连接；
所述第一三极管为NPN型三极管，所述第一三极管的集电极与所述第五晶体管的集电极连接，所述第一三极管的集电极还与所述第四晶体管的基极连接；
所述第二三极管为NPN型三极管，所述第二三极管的集电极与所述第六晶体管的集电极连接，所述第二三极管的发射极与所述第一三极管的发射极连接；
所述第七晶体管为NPN型三极管，所述第七晶体管的集电极与所述第二晶体管的集电极连接，所述第七晶体管的集电极还与自身的基极连接；所述第七晶体管的发射极接地；
所述第八晶体管为NPN型三极管，所述第八晶体管的集电极与所述第一三极管的发射极连接；所述第八晶体管的基极与所述第七晶体管的基极连接，所述第八晶体管的发射极接地；
所述基准源电路还包括负温度系数电压模块，所述负温度系数电压模块的温度系数和所述正温度系数电压模块的温度系数符号相反，且在所述基准源电路的零温度系数点相互适配；
所述负温度系数电压模块包括第三三极管，所述第三三极管的基极发射极电压的温度系数被配置为所述负温度系数电压模块的温度系数；
所述整合模块包括第九晶体管、第四电阻、第五电阻和第六电阻；
所述第九晶体管为NPN型三极管，所述第九晶体管的集电极与电源连接，所述第九晶体管的基极与所述第三晶体管的集电极连接，所述第九晶体管的发射极与所述第四电阻的第一端连接；
所述第五电阻的第一端与所述第四电阻的第二端连接，所述第五电阻的第二端通过所述负温度系数电压模块与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端接地，所述正温度系数电压模块的第一输出端通过第一电阻与所述第五电阻的第一端连接，所述正温度系数电压模块的第二输出端通过第二电阻与所述第五电阻的第二端连接；
所述第四电阻的第一端用于输出所述基准电压。
2.根据权利要求1所述的基准源电路，其特征在于，所述第一三极管的be结反向饱和电流与所述第二三极管的be结反向饱和电流之比为预设值。
3.根据权利要求1所述的基准源电路，其特征在于，所述基准源电路还包括温度补偿模块，所述基准源电路包括至少一个温度补偿子电路，所述温度补偿子电路被配置为，当环境温度升高达到预设温度时，抬升所述基准电压；
当所述温度补偿子电路的数量大于一个时，每个所述温度补偿子电路对应的所述预设温度各不相同。
4.根据权利要求1所述的基准源电路，其特征在于，所述基准源电路还包括基准电流输出模块，所述基准电流输出模块包括第一电流镜和第二电流镜，所述第一电流镜的输入端与所述整合模块连接并用于获取流经所述整合模块的电流，所述第一电流镜的输出端与所述第二电流镜的输入端连接，所述第二电流镜的输出端用于输出基准电流。
5.一种芯片，其特征在于，包括权利要求1~4任一项所述的基准源电路。
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