CN114200997A - 一种无运放型曲率补偿带隙基准电压源 - Google Patents

一种无运放型曲率补偿带隙基准电压源 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无运放型曲率补偿带隙基准电压源，包括启动电路模块、PTAT电流模块、CTAT电流模块、曲率补偿模块和输出驱动模块；启动电路模块为电压源提供启动电压，防止进入简并工作点；PTAT电流模块产生正温度系数的电流IPTAT；CTAT电流模块产生负温度系数的电流ICTAT；曲率补偿模块产生补偿电流ICC；输出驱动模块对电流IPTAT、ICTAT和ICC进行不同比例系数的镜像复制，最终产生基准输出电压VBG。本发明的PTAT电流模块采用三层套筒式共源共栅结构的自偏置电流镜来实现电流的精确复制和确保A、B两个节点电压的等电位，既简化了电路结构，减小了面积和功耗，又可避免运放失调电压的影响。

Description

一种无运放型曲率补偿带隙基准电压源
技术领域
本发明涉及带隙基准电压源，特别涉及一种无运放型曲率补偿带隙基准电压源。
背景技术
带隙基准电压源作为模拟集成电路和混合集成电路的核心单元，以其高精度、低温漂、高稳定性等特点，被广泛应用于各种模数转换器(ADC)中。随着ADC精度的提高，其对带隙基准电压源的性能要求也越来越高，有的甚至要求带隙基准电压温度系数小于几个ppm/℃。传统的带隙基准电压源通常采用一阶温度补偿技术，其温度系数被限制在20～100ppm/℃，难以满足高精度ADC的系统要求。因此，为改善带隙基准电压的温度特性，提出了高阶温度补偿技术。目前，常用的高阶温度补偿技术有：指数曲率补偿技术、分段温度补偿技术、电阻比例补偿技术和VBE线性化补偿技术等。
图1所示是采用VBE线性化补偿技术的一种典型带隙基准电路结构，通过电阻R1产生正温度系数PTAT电流，通过电阻R2产生负温度系数CTAT电流，通过电阻R4产生非线性补偿电流，在镜像管MP4的复制作用下这三路电流共同注入电阻R3产生零温度系数的电压。这种电路结构有几个缺点，一是使用了两个相同的电阻R2和两个相同的电阻R4，对电阻的匹配性要求很高；二是使用运算放大器进行电压钳位，运放的失调电压会对基准输出电压产生很大的影响，要想获得好的性能必须减小运放的失调电压，常用的方法是对运放进行斩波，但这需要额外的时钟电路而且会在输出电压中引入纹波。
发明内容
本发明目的是：针对上述问题，本发明提供一种无运放型曲率补偿带隙基准电压源。
本发明的技术方案是：
一种无运放型曲率补偿带隙基准电压源，包括启动电路模块、PTAT电流模块、CTAT电流模块、曲率补偿模块和输出驱动模块，其中：
所述启动电路模块为电压源提供启动电压，防止进入简并工作点；
PTAT电流模块通过自偏置共源共栅电流镜结构产生正温度系数的电流IPTAT；
CTAT电流模块通过共源共栅电流镜和负反馈结构产生负温度系数的电流ICTAT；
曲率补偿模块利用三极管基极-发射极电压VBE中的非线性项VTln(T)的系数与其集电极偏置电流有关的特性，产生与VTln(T)成线性关系但开口曲率方向与VBE开口曲率相反的补偿电流ICC；
输出驱动模块通过共源共栅电流镜对电流IPTAT、ICTAT和ICC进行不同比例系数的镜像复制，镜像电流注入电阻R3最终产生基准输出电压VBG。
优选的，所述PTAT电流模块包括三极管Q2～Q6、MOS管M1～M19以及电阻R1；
MOS管M7、M6、M5、M2、M1和三极管Q2依次串接在电源正负极之间；MOS管M10、M9、M8、M4、M3、电阻R1和三极管Q3依次串接在电源正负极之间；MOS管M13、M12、M11和三极管Q4依次串接在电源正负极之间；MOS管M16、M15、M14和三极管Q5依次串接在电源正负极之间；MOS管M19、M18、M17和三极管Q6依次串接在电源正负极之间；
MOS管M7、M10、M13的栅极共接；MOS管M6、M9、M16的栅极共接；MOS管M5、M8、M19的栅极共接；MOS管M2、M4、M12、M15、M18的栅极共接；MOS管M1、M3、M14、M17的栅极共接；MOS管M11、M12、M13、M19的栅极分别与自身漏极短接；MOS管M10的栅极与M8的漏极短接，MOS管M1的栅极与M2的漏极短接；三极管Q2～Q6的基极分别连接电源负极。
优选的，所述三极管Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的面积比为1:N:1:1:1，MOS管M1和M3、M2和M4、M5和M8、M6和M9、M7和M10的宽长比相同。
优选的，所述MOS管M1～M10构成自偏置电流镜，Q4、Q5、Q6支路为自偏置电流镜提供偏置电压；其中M5～M10为PMOS镜像管，采用三层共源共栅结构；M1～M4为NMOS镜像管，采用两层共源共栅结构；
在电流镜镜像作用下MOS管M1和M3管的漏极电流相等，因此其栅源电压相等，即MOS管M1、三极管Q2的连接节点A和MOS管M3、电阻R1的连接节点B等电位；流过电阻R1形成的PTAT电流表示为：
Figure BDA0003403541210000031
其中，VBE2、VBE3分别为三极管Q2、Q3的基极-发射极电压；VT为热力学电压，等于kT/q，k为玻尔兹曼常数，T为热力学温度，q为单位电荷量；N为Q3和Q2的面积比。
优选的，所述CTAT电流模块包括MOS管M20～M27、电阻R2和电容CC；
MOS管M24、M23、M22、M21、M20和电阻R2依次串接在电源正负极之间；MOS管M27、M26、M25依次串接在电源正极和电阻R2之间；弥勒补偿电容CC跨接在M27的栅极和M25的漏极之间；
MOS管M24的栅极与M13的栅极共接；MOS管M23、M26的栅极与M16的栅极共接；MOS管M22、M25的栅极与M19的栅极共接；MOS管M27的栅极连接MOS管M22的漏极；
MOS管M20～M24构成共源共栅电流镜，对PTAT电流进行复制，其中M20～M24与M3、M4、M8～M10对应镜像管的宽长比比例为1:N1。
优选的，由于镜像管的镜像复制，MOS管M20的源极与电阻R2的连接节点C电压与节点B、节点A的电位相同，因此流过电阻R2的电流为：
Figure BDA0003403541210000032
VBE2的温度系数为负，流过R2的电流ICTAT有负温度系数。而M20～M24镜像复制的电流有正温度系数，两者之间是矛盾的，因此必须要有额外的支路来承接这部分差异电流才能确保C节点电压与A、B节点电压完全相等；
MOS管M25、M26、M27、M20和M21构成负反馈结构来承接正温度系数镜像复制电流与负温度系数的ICTAT之间的部分差异电流并维持节点C电压的稳定。
优选的，所述曲率补偿模块包括三极管Q7、MOS管M28～M33和电阻RCC；
MOS管M30、M29、M28和三极管Q7依次串接在电源正负极之间；MOS管M33、M32、M31依次串接在电源正极和三极管Q7之间；电阻RCC连接在节点C与MOS管M28、M31的漏极和三极管Q7的连接节点D之间；
MOS管M30的栅极与M24的栅极共接；MOS管M33的栅极与M27的栅极共接；MOS管M29、M32的栅极与M26的栅极共接；MOS管M28、M31的栅极与M25的栅极共接；三极管Q7的基极连接电源负极。
三极管Q7的面积与Q2的面积比为2:1；MOS管M28～M30与M22～M24构成电流镜，对应管子的宽长比比值为N2:1；MOS管M31～M33与M25～M27构成电流镜，对应管子的宽长比比值为M:1。
优选的，所述输出驱动模块包括MOS管M34～M39和电阻R3；
MOS管M36、M35、M34和电阻R3依次串接在电源正负极之间；MOS管M39、M38、M37依次串接在电源正极和电阻R3之间；MOS管M36的栅极与M30的栅极共接；MOS管M39的栅极与M33的栅极共接；MOS管M35、M38的栅极与M32的栅极共接；MOS管M34、M37的栅极与M31的栅极共接；MOS管M34、M37与电阻R3的连接节点输出基准输出电压VBG；
MOS管M34～M36与M22～M24构成电流镜，对应管子的宽长比比值为N2:1；MOS管M37～M39与M25～M27构成电流镜，对应管子的宽长比比值为M:1。
优选的，所述启动电路模块包括三极管Q1和MOS管M40～M44；
MOS管M41、M40和三极管Q1依次串接在电源正负极之间；MOS管M40的栅极连接MOS管M1、M3的栅极；MOS管M41的栅极连接MOS管M2、M4的栅极；MOS管M41、M40之间的连接节点E同时连接MOS管M42、M43、M44的栅极，MOS管M42、M43、M44的源极同时连接三极管Q1，漏极分别连接MOS管M7、M6、M5的栅极。
优选的，MOS管M40和M41构成反相器结构，MOS管M40管的宽长>>MOS管M41的宽长比。
本发明的优点是：
1.本发明的正温度系数PTAT电流模块不使用运放钳位结构，而是采用三层套筒式共源共栅结构的自偏置电流镜来实现电流的精确复制和确保A、B两个节点电压的等电位，既简化了电路结构，减小了面积和功耗，又可避免运放失调电压的影响。
2.本发明的负温度系数CTAT电流模块只使用了一个电阻R2，降低了电阻匹配性要求。另外该模块提出了一个由M20、M21、M25、M26、M27、R2构成的负反馈结构，从而维持M27栅极电压和节点C电压的稳定。电容CC为弥勒补偿电容，提高反馈环路的稳定性。
3.本发明的曲率补偿模块产生非线性补偿电流，只使用了一个电阻RCC，降低了电阻匹配性要求。
4.本发明的输出驱动模块使用电流镜镜像复制PTAT电流、CTAT电流和非线性曲率补偿电流，镜像电流注入电阻R3形成低温度系数的基准电压。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为现有技术中采用VBE线性化补偿技术的一带隙基准电路结构；
图2为本发明的无运放型曲率补偿带隙基准电压源；
图3本发明的无运放型曲率补偿带隙基准电压源仿真结果。
具体实施方式
如图2所示，本发明的无运放型曲率补偿带隙基准电压源，包括启动电路模块、PTAT电流模块、CTAT电流模块、曲率补偿模块和输出驱动模块，其中：
所述启动电路模块为电压源提供启动电压，防止进入简并工作点；
PTAT电流模块通过自偏置共源共栅电流镜结构产生正温度系数的电流IPTAT；
CTAT电流模块通过共源共栅电流镜和负反馈结构实现对Q2基极-发射极电压的复制，电压加载在电阻R2上产生负温度系数的电流ICTAT；
曲率补偿模块利用三极管基极-发射极电压VBE中的非线性项VTln(T)的系数与其集电极偏置电流有关的特性，产生与VTln(T)成线性关系但开口曲率方向与VBE开口曲率相反的补偿电流ICC；
输出驱动模块通过共源共栅电流镜对电流IPTAT、ICTAT和ICC进行不同比例系数的镜像复制，镜像电流注入电阻R3最终产生基准输出电压VBG。
PTAT电流模块由三极管Q2～Q6、MOS管M1～M19以及电阻R1组成。三极管Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的面积比为1:N:1:1:1，MOS镜像管M1和M3、M2和M4、M5和M8、M6和M9、M7和M10的宽长比相同。
MOS管M1～M10构成自偏置电流镜，Q4、Q5、Q6支路为自偏置电流镜提供偏置电压。PMOS镜像管M5～M10采用三层共源共栅结构提高电源抑制比，同时降低沟道长度调制效应带来的影响以提高电流镜像复制的精度，NMOS镜像管M1～M4采用两层共源共栅结构降低沟道长度调制效应带来的影响。
在电流镜镜像作用下M1和M3管的漏极电流相等，因此其栅源电压相等，即节点A和B两点等电位。流过电阻R1形成的PTAT电流可表示为：
Figure BDA0003403541210000061
其中VT为热力学电压，等于kT/q(k为玻尔兹曼常数，T为热力学温度，q为单位电荷量)；N为Q3和Q2的面积比。
CTAT电流模块由MOS管M20～M27、电阻R2和电容CC组成。M20～M24为镜像管，对PTAT电流进行复制，其中M20～M24与M3、M4、M8～M10对应镜像管的宽长比比例为1:N1。
由于镜像管的镜像复制，C节点电压与B节点、A节点的电位相同，因此流过电阻R2的电流为：
Figure BDA0003403541210000062
由于VBE2的温度系数为负，因此流过R2的电流有负温度系数。而M20～M24镜像复制的电流有正温度系数，两者之间是矛盾的，因此必须要有额外的支路来承接这部分差异电流才能确保C节点电压与A、B节点电压完全相等。
本发明引入M25、M26、M27、M20和M21构成的负反馈结构来承接这部分差异电流并维持C节点电压的稳定。当M27的栅极电压升高时，M25的漏极电压降低，那么M21的漏极电压也降低，从而构成完整的负反馈闭环结构，维持M27栅极电压以及C节点电压的稳定。为保证闭环结构的相位稳定性，本发明引入了弥勒补偿电容CC跨接在M27的栅极和M25的漏极之间。
曲率补偿模块由三极管Q7、MOS管M28～M3 3和电阻RCC组成。Q7的面积与Q2的面积比为2:1。MOS管M28～M30与M22～M24构成电流镜，对应管子的宽长比比值为N2:1。MOS管M31～M33与M25～M27构成电流镜，对应管子的宽长比比值为M:1。
输出驱动模块由MOS管M34～M39和电阻R3组成。MOS管M34～M36与M22～M24构成电流镜，对应管子的宽长比比值为N2:1。MOS管M37～M39与M25～M27构成电流镜，对应管子的宽长比比值为M:1。
三极管基极-发射极电压VBE有一般表达式：
Figure BDA0003403541210000063
其中，Vg0表示0K时硅的带隙能量，为1.12eV，T表示任意热力学温度，Tr表示某一特定的温度，η表示与载流子迁移率有关的常数，由工艺参数决定，α表示三极管集电极电流的温度依赖阶数。当集电极输入电流为PTAT正温度系数电流时，α＝1；当集电极输入电流为零温度系数电流时，α＝0。
分析三极管Q2的集电极电流为PTAT电流，因此：
Figure BDA0003403541210000071
由于曲率补偿镜像管的尺寸与输出驱动电路镜像管的尺寸完全相同，因此三极管Q7的集电极电流近似等于VBG/R3，该电流温度系数很小，近似为零，因此Q7的基极-发射极电压可表示为：
Figure BDA0003403541210000072
结合公式(4)和(5)可得出流过电阻RCC的曲率补偿电流为：
Figure BDA0003403541210000073
MOS管M24的漏极电流为：
Figure BDA0003403541210000074
因此MOS管M27的漏极电流为：
Figure BDA0003403541210000075
通过输出驱动电路镜像管的复制，流过电阻R3的电流为：
Figure BDA0003403541210000076
将(1)、(2)、(6)式代入公式(9)，并乘以电阻R3可以得到带隙基准输出电压表达式：
Figure BDA0003403541210000077
上式(10)中，等式右边第一项VBE,Q2表示Q2的基极-发射极电压，具有公式(4)的表达式；右边第二项用于补偿VBE,Q2中的一阶温度系数项，要求N2>M；右边第三项拥有VTln(T)的非线性项，用于补偿VBE,Q2中的高阶非线性项。
实际电路中，R1的阻值通常由系统功耗决定，通过调节R2的阻值可对基准电压的一阶温度系数进行修调，然后调节RCC的阻值可对基准电压的高阶温度系数进行修调，最后调节R3的阻值可改变基准输出电压的绝对值。
PTAT电流模块中的自偏置电流镜存在简并工作点，因此需要由启动电路帮助其脱离简并工作点，本发明的启动电路由三极管Q1和MOS管M40～M44组成。M40和M41构成反相器结构，当电路处于简并工作点时M1和M2的栅极电压小于NMOS管阈值电压，因此E点电压接近电源电压，NMOS管M42、M43和M44导通，电子电荷注入PMOS管M5、M6、M7的栅极，使得栅极电压逐渐降低直至栅源电压小于PMOS管阈值电压，此时自偏置电流镜脱离简并工作点，正常工作。此时M1和M2的栅极电压升高，由于M40管的宽长比远大于M41管的宽长比，因此E点电压变低，M42、M43、M44管关闭。
图3所示是使用0.35μm BCD工艺模型，该带隙基准电压源在tt工艺角下的温度特性仿真结果，由图可知在-55℃至125℃温度范围内，基准电压源的温度系数为1.3ppm/℃。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无运放型曲率补偿带隙基准电压源，其特征在于，包括启动电路模块、PTAT电流模块、CTAT电流模块、曲率补偿模块和输出驱动模块，其中：
所述启动电路模块为电压源提供启动电压，防止进入简并工作点；
PTAT电流模块通过自偏置共源共栅电流镜结构产生正温度系数的电流IPTAT；
CTAT电流模块通过共源共栅电流镜和负反馈结构产生负温度系数的电流ICTAT；
曲率补偿模块利用三极管基极-发射极电压VBE中的非线性项VTln(T)的系数与其集电极偏置电流有关的特性，产生与VTln(T)成线性关系但开口曲率方向与VBE开口曲率相反的补偿电流ICC；
输出驱动模块通过共源共栅电流镜对电流IPTAT、ICTAT和ICC进行不同比例系数的镜像复制，镜像电流注入电阻R3最终产生基准输出电压VBG。
2.根据权利要求1所述的无运放型曲率补偿带隙基准电压源，其特征在于，所述PTAT电流模块包括三极管Q2～Q6、MOS管M1～M19以及电阻R1；
MOS管M7、M6、M5、M2、M1和三极管Q2依次串接在电源正负极之间；MOS管M10、M9、M8、M4、M3、电阻R1和三极管Q3依次串接在电源正负极之间；MOS管M13、M12、M11和三极管Q4依次串接在电源正负极之间；MOS管M16、M15、M14和三极管Q5依次串接在电源正负极之间；MOS管M19、M18、M17和三极管Q6依次串接在电源正负极之间；
MOS管M7、M10、M13的栅极共接；MOS管M6、M9、M16的栅极共接；MOS管M5、M8、M19的栅极共接；MOS管M2、M4、M12、M15、M18的栅极共接；MOS管M1、M3、M14、M17的栅极共接；MOS管M11、M12、M13、M19的栅极分别与自身漏极短接；MOS管M10的栅极与M8的漏极短接，MOS管M1的栅极与M2的漏极短接；三极管Q2～Q6的基极分别连接电源负极。
3.根据权利要求2所述的无运放型曲率补偿带隙基准电压源，其特征在于，所述三极管Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的面积比为1:N:1:1:1，MOS管M1和M3、M2和M4、M5和M8、M6和M9、M7和M10的宽长比相同。
4.根据权利要求3所述的无运放型曲率补偿带隙基准电压源，其特征在于，所述MOS管M1～M10构成自偏置电流镜，Q4、Q5、Q6支路为自偏置电流镜提供偏置电压；其中M5～M10为PMOS镜像管，采用三层共源共栅结构；M1～M4为NMOS镜像管，采用两层共源共栅结构；
在电流镜镜像作用下MOS管M1和M3管的漏极电流相等，因此其栅源电压相等，即MOS管M1、三极管Q2的连接节点A和MOS管M3、电阻R1的连接节点B等电位；流过电阻R1形成的PTAT电流表示为：
Figure FDA0003403541200000021
其中，VBE2、VBE3分别为三极管Q2、Q3的基极-发射极电压；VT为热力学电压，等于kT/q，k为玻尔兹曼常数，T为热力学温度，q为单位电荷量；N为Q3和Q2的面积比。
5.根据权利要求4所述的无运放型曲率补偿带隙基准电压源，其特征在于，所述CTAT电流模块包括MOS管M20～M27、电阻R2和电容CC；
MOS管M24、M23、M22、M21、M20和电阻R2依次串接在电源正负极之间；MOS管M27、M26、M25依次串接在电源正极和电阻R2之间；弥勒补偿电容CC跨接在M27的栅极和M25的漏极之间；
MOS管M24的栅极与M13的栅极共接；MOS管M23、M26的栅极与M16的栅极共接；MOS管M22、M25的栅极与M19的栅极共接；MOS管M27的栅极连接MOS管M22的漏极；
MOS管M20～M24构成共源共栅电流镜，对PTAT电流进行复制，其中M20～M24与M3、M4、M8～M10对应镜像管的宽长比比例为1:N1。
6.根据权利要求5所述的无运放型曲率补偿带隙基准电压源，其特征在于，由于镜像管的镜像复制，MOS管M20的源极与电阻R2的连接节点C电压与节点B、节点A的电位相同，因此流过电阻R2的电流为：
Figure FDA0003403541200000022
VBE2的温度系数为负，流过R2的电流ICTAT有负温度系数。而M20～M24镜像复制的电流有正温度系数，两者之间是矛盾的，因此必须要有额外的支路来承接这部分差异电流才能确保C节点电压与A、B节点电压完全相等；
MOS管M25、M26、M27、M20和M21构成负反馈结构来承接正温度系数镜像复制电流与负温度系数的ICTAT之间的部分差异电流并维持节点C电压的稳定。
7.根据权利要求6所述的无运放型曲率补偿带隙基准电压源，其特征在于，所述曲率补偿模块包括三极管Q7、MOS管M28～M33和电阻RCC；
MOS管M30、M29、M28和三极管Q7依次串接在电源正负极之间；MOS管M33、M32、M31依次串接在电源正极和三极管Q7之间；电阻RCC连接在节点C与MOS管M28、M31的漏极和三极管Q7的连接节点D之间；
MOS管M30的栅极与M24的栅极共接；MOS管M33的栅极与M27的栅极共接；MOS管M29、M32的栅极与M26的栅极共接；MOS管M28、M31的栅极与M25的栅极共接；三极管Q7的基极连接电源负极。
三极管Q7的面积与Q2的面积比为2:1；MOS管M28～M30与M22～M24构成电流镜，对应管子的宽长比比值为N2:1；MOS管M31～M33与M25～M27构成电流镜，对应管子的宽长比比值为M:1。
8.根据权利要求7所述的无运放型曲率补偿带隙基准电压源，其特征在于，所述输出驱动模块包括MOS管M34～M39和电阻R3；
MOS管M36、M35、M34和电阻R3依次串接在电源正负极之间；MOS管M39、M38、M37依次串接在电源正极和电阻R3之间；MOS管M36的栅极与M30的栅极共接；MOS管M39的栅极与M33的栅极共接；MOS管M35、M38的栅极与M32的栅极共接；MOS管M34、M37的栅极与M31的栅极共接；MOS管M34、M37与电阻R3的连接节点输出基准输出电压VBG；
MOS管M34～M36与M22～M24构成电流镜，对应管子的宽长比比值为N2:1；MOS管M37～M39与M25～M27构成电流镜，对应管子的宽长比比值为M:1。
9.根据权利要求8所述的无运放型曲率补偿带隙基准电压源，其特征在于，所述启动电路模块包括三极管Q1和MOS管M40～M44；
MOS管M41、M40和三极管Q1依次串接在电源正负极之间；MOS管M40的栅极连接MOS管M1、M3的栅极；MOS管M41的栅极连接MOS管M2、M4的栅极；MOS管M41、M40之间的连接节点E同时连接MOS管M42、M43、M44的栅极，MOS管M42、M43、M44的源极同时连接三极管Q1，漏极分别连接MOS管M7、M6、M5的栅极。
10.根据权利要求9所述的无运放型曲率补偿带隙基准电压源，其特征在于，MOS管M40和M41构成反相器结构，MOS管M40管的宽长>>MOS管M41的宽长比。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114637360A (zh) * 2022-04-02 2022-06-17 深圳市容圣微电子有限公司 一种高精度耐高温mos集成电路
CN116301179A (zh) * 2023-03-23 2023-06-23 宁波大学 一种低温度系数基准电流源电路
CN116404991A (zh) * 2023-04-10 2023-07-07 北京大学 一种电压转电流放大电路、模拟数字转换器以及电子设备
CN116736927A (zh) * 2023-05-31 2023-09-12 北京思凌科半导体技术有限公司 电流基准源电路及芯片

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101216718A (zh) * 2007-12-27 2008-07-09 电子科技大学 分段线性温度补偿电路及温度补偿电压基准源
US20090146730A1 (en) * 2007-12-06 2009-06-11 Industrial Technology Research Institue Bandgap reference circuit
CN102393786A (zh) * 2011-10-28 2012-03-28 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 高阶温度补偿cmos带隙基准电压源
US9519304B1 (en) * 2014-07-10 2016-12-13 Ali Tasdighi Far Ultra-low power bias current generation and utilization in current and voltage source and regulator devices
CN205983278U (zh) * 2016-07-28 2017-02-22 北方电子研究院安徽有限公司 一种高精度低温漂带隙基准电压源
CN108897365A (zh) * 2018-08-27 2018-11-27 桂林电子科技大学 一种高精度电流模式基准电压源
CN208255752U (zh) * 2018-06-21 2018-12-18 湘潭大学 低温漂高电源抑制比的分段线性补偿cmos带隙基准源
CN110377096A (zh) * 2019-08-16 2019-10-25 电子科技大学 高电源抑制比低温漂的带隙基准源
US20200073429A1 (en) * 2018-09-05 2020-03-05 PURESEMI Co., Ltd. Bandgap reference circuit and high-order temperature compensation method
CN112034921A (zh) * 2020-09-02 2020-12-04 重庆邮电大学 一种基于跨导线性环路技术的高阶带隙基准电路
US20210004031A1 (en) * 2019-07-01 2021-01-07 Stmicroelectronics S.R.I. Low power voltage reference circuits
WO2021179212A1 (zh) * 2020-03-11 2021-09-16 深圳市汇顶科技股份有限公司 温度传感器、电子设备和温度检测系统

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090146730A1 (en) * 2007-12-06 2009-06-11 Industrial Technology Research Institue Bandgap reference circuit
CN101216718A (zh) * 2007-12-27 2008-07-09 电子科技大学 分段线性温度补偿电路及温度补偿电压基准源
CN102393786A (zh) * 2011-10-28 2012-03-28 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 高阶温度补偿cmos带隙基准电压源
US9519304B1 (en) * 2014-07-10 2016-12-13 Ali Tasdighi Far Ultra-low power bias current generation and utilization in current and voltage source and regulator devices
CN205983278U (zh) * 2016-07-28 2017-02-22 北方电子研究院安徽有限公司 一种高精度低温漂带隙基准电压源
CN208255752U (zh) * 2018-06-21 2018-12-18 湘潭大学 低温漂高电源抑制比的分段线性补偿cmos带隙基准源
CN108897365A (zh) * 2018-08-27 2018-11-27 桂林电子科技大学 一种高精度电流模式基准电压源
US20200073429A1 (en) * 2018-09-05 2020-03-05 PURESEMI Co., Ltd. Bandgap reference circuit and high-order temperature compensation method
US20210004031A1 (en) * 2019-07-01 2021-01-07 Stmicroelectronics S.R.I. Low power voltage reference circuits
CN110377096A (zh) * 2019-08-16 2019-10-25 电子科技大学 高电源抑制比低温漂的带隙基准源
WO2021179212A1 (zh) * 2020-03-11 2021-09-16 深圳市汇顶科技股份有限公司 温度传感器、电子设备和温度检测系统
CN112034921A (zh) * 2020-09-02 2020-12-04 重庆邮电大学 一种基于跨导线性环路技术的高阶带隙基准电路

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CAO YI-JIANG等: "A band-gap voltage reference for interface circuit of microsensor", 《JOURNAL OF HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY》 *
侯德权等: "一种低功耗曲率补偿带隙基准电压源", 《微电子学》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114637360A (zh) * 2022-04-02 2022-06-17 深圳市容圣微电子有限公司 一种高精度耐高温mos集成电路
CN116301179A (zh) * 2023-03-23 2023-06-23 宁波大学 一种低温度系数基准电流源电路
CN116301179B (zh) * 2023-03-23 2024-06-07 宁波大学 一种低温度系数基准电流源电路
CN116404991A (zh) * 2023-04-10 2023-07-07 北京大学 一种电压转电流放大电路、模拟数字转换器以及电子设备
CN116404991B (zh) * 2023-04-10 2024-05-07 北京大学 一种电压转电流放大电路、模拟数字转换器以及电子设备
CN116736927A (zh) * 2023-05-31 2023-09-12 北京思凌科半导体技术有限公司 电流基准源电路及芯片
CN116736927B (zh) * 2023-05-31 2024-02-06 北京思凌科半导体技术有限公司 电流基准源电路及芯片

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