CN202102329U - 一种cmos分段高阶温度补偿的亚阈值基准电压源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种CMOS分段高阶温度补偿的亚阈值基准电压源，包括启动电路、基准核心电路、数字式温度检测电路和分段高阶温度补偿电路，利用亚阈值NMOS栅源电压V_GS偏置产生的CTAT电流与亚阈PMOS栅源电压差产生的PTAT补偿电流叠加得到电流模基准电压，并将该电压通过分段高阶温度补偿电路耦合到最终的输出基准电压之中，从而得到高阶温度补偿的基准电压。本实用新型具有较低的温度系数和较高的电源电压抑制比，采用SMIC 65nm标准工艺库仿真得到温度系数为5.2ppm/℃。

Description

一种CMOS分段高阶温度补偿的亚阈值基准电压源

技术领域

本实用新型涉及基准电压源，尤其涉及一种CMOS分段高阶温度补偿的亚阈值基准电压源，属于电源技术领域。

背景技术

随着电路系统结构的进一步复杂化，对模拟电路基本模块，如A/D，D/A转化器、滤波器以及锁相环等电路提出了更高的精度和速度要求，这就意味着系统对其中的基准电压源模块提出了更高的要求。另外，基准电压源是电压稳压器中的一个关键电路单元，它也是DC/DC转化器中不可缺少的组成部分。基准电压源的稳定性直接决定了电路性能的优劣。一般常用的基准电压源是1971年Widlar首次提出的采用BJT的带隙基准源，它是利用BJT的基极-发射极的电压具有负温度系数和不同发射结面积的两个发射结电压之差具有正温度系数，将两者加权相加，得到零温度系数的基准电压。但是，由于BJT管与CMOS工艺的兼容性不好，其发展受到了限制。2001年Filanovsky等指出在低于某一偏置工作点一下，偏置于固定漏电流的MOSFET的栅源电压与温度的关系是准指数关系，基于这一研究成果，可以用MOSFET的栅源电压取代BJT的基极-发射极电压来设计基准参考源，实现纯CMOS器件基准参考源的设计。

温漂系数是衡量基准参考源精度和稳定性的重要指标之一。对于一阶温度补偿的纯CMOS带隙基准源，温度系数通常可以达到200ppm/℃。为了进一步降低基准参考源的温度系数就必须进行高阶温度曲率补偿，目前比较常用的CMOS参考源的高阶温度曲率补偿方法主要包括二阶曲率补偿技术、基于集成电阻温度系数的曲率补偿技术、基于栅源电压差加权补偿技术、基于ZTC补偿技术等。

发明内容

本实用新型提供一种CMOS分段高阶温度补偿的亚阈值基准电压源，它是一种基于亚阈值工作，并利用数字温度检测电路和分段高阶温度补偿电路实现高精度控制的高阶温度补偿基准电压源。采取如下技术方案：

一种CMOS分段高阶温度补偿的亚阈值基准电压源，其特征在于：设有启动电路、基准核心电路、数字式温度检测电路和分段高阶温度补偿电路，启动电路输出至基准核心电路，利用一阶温度补偿产生基准电压，然后通过数字式温度检测电路使用不同开关阈值的反相器检测电路工作的温度范围，最后利用分段高阶温度补偿电路中MOS管堆叠，在不同温度范围分别进行高阶温度补偿，耦合到最终的输出基准电压中；

启动电路包括四个MOS管：PM0、PM4、PM5及NM0，其中，PM0、PM5的源极和衬底以及PM4的衬底都连接到VDD，PM4的栅极和PM0的栅极均连接到地，PM0的漏极连接到PM4的源极，PM4的漏极与PM5的栅极以及NM0的栅极连接在一起，NM0的源极及漏极和衬底都连接到地；

基准核心电路包括11个MOS管：PM1、PM2、PM3、PM6、PM7、PM8、NM1、NM2、NM3、NM4及NM5及四个电阻R₁、R₂、R₃及R₄，其中，PM7、PM6、PM1、PM2、PM3、PM8的源极和衬底都连接到VDD，PM7的栅极、NM4的漏极和PM8的栅极连接电阻R₁的一端，PM7的漏极和PM6的栅极接到电阻R₁的另一端，PM1、PM2、PM3的栅极和NM1的漏极均连接到PM1的漏极，PM6、NM3的漏极以及NM1的栅极、NM2的栅极连接在一起并与启动电路PM5的漏极连接，PM2的漏极、NM3及NM4的栅极连接到电阻R₂的一端，电阻R₂的另一端连接到电阻R₃及R₄的一端，R₃的另一端连接到NM5的栅极和PM3、PM8的漏极，电阻R₄的另一端与NM1、NM3、NM4的源极和衬底、NM2、NM5的源极、漏极和衬底都连接在一起并接地；

数字式温度检测电路包括MOS管NM6、14个反相器inv1、inv2、inv3、inv4、inv5、inv6、inv7、inv8、inv9、inv10、inv11、inv12、inv13、inv14、2个两输入与非门nand1、nand2、一个四输入与非门nand3及两个电阻R₅、R₆，其中，电阻R₅的一端连接到VDD，电阻R₅的另一端连接电阻R₆的一端，电阻R₆的另一端连接NM6的漏极并与反相器inv1、inv5、inv8及inv11的输入端连接在一起，NM6的源极和衬底连接到地，inv1的输出端连接到inv2的输入端，inv2的输出端连接到inv3的输入端，inv3的输出端连接到inv4的输入端，inv4的输出端连接到与非门nand1的一个输入端及与非门nand3的一个输入端；inv5的输出端连接到inv6的输入端，inv6的输出端连接到inv7的输入端，inv7的输出端连接到反向器nand2的一个输入端及与非门nand3的第二个输入端；inv8的输出端连接到inv9的输入端，inv9的输出端连接到inv10的输入端，inv10的输出端连接到与非门nand1的另一个输出端，与非门nand1的输出端连接到与非门nand3的第三个输入端；inv11的输出端连接到inv12的输入端，inv12的输出端连接到inv13的输入端，inv13的输出端连接到inv14的输入端，inv14的输出端连接到与非门nand2的另一个输入端，与非门nand2的输出端连接到与非门nand3的第四个输入端，数字式温度检测电路的输入端为NM6的栅极，与基准核心电路NM4的栅极连接；

分段高阶温度补偿电路包括14个MOS管：PM9、PM10、PM11、PM12、PM13、PM14、PM15、PM16、PM17、PM18、PM19、PM20、PM21、PM22，其中，PM14、PM18、PM20、PM22的栅极与基准核心电路中PM1、PM2、PM3的栅极连接在一起，PM15、PM16、PM17、PM19、PM21的栅极与基准核心电路中PM7、PM8的栅极连接在一起，PM14、PM15、PM16、PM17、PM18、PM19、PM20、PM21、PM22的源极和衬底以及PM9、PM10、PM11、PM12、PM13的衬底都连接到VDD，PM14、PM15的漏极连接到PM9的源极，PM16的漏极连接到PM10的源极，PM17、PM18的漏极连接到PM11的源极，PM19、PM20的漏极连接到PM12的源极，PM21、PM22的漏极连接到PM13的源极，PM9、PM10、PM11、PM12、PM13的栅极分别连接到数字式温度检测电路中反向器inv7、inv4、与非门nand3、nand2、nand1的输出端，PM9、PM10、PM11、PM12、PM13的漏极与基准核心电路中PM3、PM8的漏极连接在一起，为基准电压输出端。

本实用新型的优点及显著效果：

(1)本实用新型利用亚阈值NMOS栅源电压V_GS偏置产生的CTAT电流与亚阈PMOS栅源电压差产生的PTAT补偿电流叠加得到电流模基准电压，并将该电压通过分段高阶温度补偿电路耦合到最终的输出基准电压之中，从而得到高阶温度补偿的基准电压；

(2)本实用新型使用不同开关阈值的反相器检测电路工作的温度范围，然后利用MOS管堆叠在不同温度范围分别进行高阶温度补偿，可以达到非常低的温度系数。

(3)本实用新型的基准核心电路中使用了负反馈的方法提高了整体电路的电源电压抑制比。

(4)本实用新型采用工作于亚阈值的峰值电流镜，使电路可以在低电源电压下工作，而且具有高的电源电压抑制比和温度稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的电原理图；

图2是本实用新型中数字式温度检测电路的原理图；

图3是本实用新型中分段高阶温度补偿电路的原理图；

图4是没有使用分段高阶温度补偿电路的亚阈值基准输出电压随温度变化的仿真结果图；

图5是三段高阶温度补偿的亚阈值基准输出电压随温度的变化的仿真结果图；

图6是五段高阶温度补偿的亚阈值基准输出电压随温度的变化的仿真结果图。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型进行详细说明：

本实用新型的原理图如图1所示，包括启动电路、基准核心电路、数字式温度检测电路和分段高阶温度补偿电路。

启动电路包括四个MOS管：PM0、PM4、PM5及NM0，其中，PM0、PM5的源极和衬底以及PM4的衬底都连接到VDD，PM4的栅极和PM0的栅极均连接到地，PM0的漏极连接到PM4的源极，PM4的漏极与PM5的栅极以及NM0的栅极连接在一起，NM0的源极及漏极和衬底都连接到地。

启动电路的工作原理为：总体电路刚上电启动时，PM0、PM4、PM5导通，PM5漏极电压上升，使NM1导通，基准核心电路正常工作，NM0栅极电压逐渐上升，最终PM5截止，启动过程完成。

基准核心电路包括11个MOS管：PM1、PM2、PM3、PM6、PM7、PM8、NM1、NM2、NM3、NM4及NM5及四个电阻R₁、R₂、R₃及R₄，其中，PM7、PM6、PM1、PM2、PM3、PM8的源极和衬底都连接到VDD，PM7的栅极、NM4的漏极和PM8的栅极连接电阻R₁的一端，PM7的漏极和PM6的栅极接到电阻R₁的另一端，PM1、PM2、PM3的栅极和NM1的漏极均连接到PM1的漏极，PM6、NM3的漏极以及NM1的栅极、NM2的栅极连接在一起并与启动电路PM5的漏极连接，PM2的漏极、NM3及NM4的栅极连接到电阻R₂的一端，电阻R₂的另一端连接到电阻R₃及R₄的一端，R₃的另一端连接到NM5的栅极和PM3、PM8的漏极，电阻R₄的另一端与NM1、NM3、NM4的源极和衬底、NM2、NM5的源极、漏极和衬底都连接在一起并接地。

基准核心电路的工作原理为：电路启动后，PM1、PM2、PM3、NM1工作在饱和区，PM6、PM7、PM8、NM3、NM4工作在亚阈值区。亚阈值区是指当V_gs≤V_th时，但是有足够大可以使硅表面产生一个耗尽区时的工作区域，此时MOSFET的漏源电流不为零，漏源电流称为“亚阈值电流”。亚阈值电流是MOSFET的源/漏端载流子的“浓度差”产生的扩散电流，与双极型晶体管类似，跟栅源电压呈准指数变化。工作在亚阈值区的MOSFET，其沟道处于弱反型态，大部分界面态都没有“中和”，与之相关的电容会随沟道的表面势变化，表现出充放电的电容效应，因此推导I-V特性公式很复杂。这里直接引用求解泊松方程的结果得到亚阈值电流的表达式为：

$I_{\mathrm{ds}}=\mathrm{n\μ}{C}_{\mathrm{ox}}\left(\frac{W}{L}\right){\left(\frac{\mathrm{kT}}{q}\right)}^2\left\{\exp \right[\frac{q}{\mathrm{nkT}}(V_{\mathrm{gs}}-V_{\mathrm{th}})\left]\right\}[1-\exp (-\frac{q{V}_{\mathrm{ds}}}{\mathrm{kT}})]$

C_ox为单位面积栅氧化层电容，n为亚阈值斜率修正因子，在标准的亚微米工艺中，n值约为1.5。在实际的电路中，漏源电压V_ds远大于kT/q，此时亚阈值电流可以表示为：

$I_{\mathrm{ds}}=\mathrm{n\μ}{C}_{\mathrm{ox}}\left(\frac{W}{L}\right){\left(\frac{\mathrm{kT}}{q}\right)}^2\exp \left[\frac{q}{\mathrm{nkT}}(V_{\mathrm{gs}}-V_{\mathrm{th}})\right]$

将亚阈值电流简化为 $I_{\mathrm{ds}}={\mathrm{KI}}_{\mathrm{ES}}\exp \left(\frac{V_{\mathrm{gs}}}{n{V}_T}\right)$

其中K＝W/L，V_T＝kT/q是热电压，

是一个与工艺无关的参数。

假设流过MOSFET的漏电流具有“零温漂”系数，则可以由上式得到V_gs(T)的表达式为：

$V_{\mathrm{gs}}\left(T\right)=V_{\mathrm{th}}\left(T\right)+n\left(\frac{\mathrm{kT}}{q}\right)\ln \left[\left(\frac{L}{W}\right){\left(\frac{q}{\mathrm{kT}}\right)}^2\left(\frac{I_{\mathrm{ds}}}{\mathrm{n\μ}\left(T\right)C_{\mathrm{ox}}}\right)\right]$

式中，μ(T)是和温度有关的工艺参数，它由下式决定：

$\mathrm{\μ}\left(T\right)=\mathrm{\μ}\left(T_0\right){\left(\frac{T}{T_0}\right)}^{-m}$

式中，μ(T₀)是载流子在参考温度T₀时的迁移率，m是和工艺相关的经验系数，其值在1～2之间。取m＝2，将V_gs(T)对温度求导得：

$\frac{\∂V_{\mathrm{gs}}}{\∂T}=\frac{\∂V_{\mathrm{th}}}{\∂T}+\frac{\mathrm{nk}}{q}\ln \left[\left(\frac{L}{W}\right){\left(\frac{q}{k}\right)}^2\left(\frac{I_{\mathrm{ds}}{T}_0^2}{\mathrm{n\μ}\left(T_0\right)C_{\mathrm{ox}}}\right)\right]$

因为

而远小于1，[-(Φ_F+0.6)/T]也小于零，所以亚阈值MOSFET的栅源电压V_gs具有负温度系数。

基准心核电路中的PM6、PM7、NM3、NM4和R1组成峰值电流镜，则有V_gs6-V_gs7＝I₇R₁，根据亚阈值电流公式可以推导出流过PM7的电流为：

$I_7=\frac{n{V}_T}{R_1}\ln \frac{K_{N4}{K}_{P6}}{K_{N3}{K}_{P7}}$

其中，K_N3、K_N4、K_P6、K_P7分别为NM3、NM4、PM6、PM7的宽长比。可以看出，I₇与电源电压无关，只由MOSFET的参数决定，而且I₇具有正的温度系数。

由前面的推导我们知道V_gs具有负的温度系数，则通过PM8、PM3的镜像，流过PM8的电流为PTAT电流，流过PM3的电流为CTAT电流，同时流过R2的电流也为CTAT电流，该基准电压的表达式为：

$V_{\mathrm{ref}}=\frac{\frac{K_{P3}}{K_{P2}}{R}_3+(\frac{K_{P3}}{K_{P2}}+1)R_4}{R_2+(\frac{K_{P3}}{K_{P2}}+1)R_4}{V}_{\mathrm{gs}4}+[\frac{K_{P8}}{K_{P7}}(R_3+R_4)-\frac{\frac{K_{P3}}{K_{P2}}{R}_3+(\frac{K_{P3}}{K_{P2}}+1)R_4}{R_2+(\frac{K_{P3}}{K_{P2}}+1)R_4}\×\frac{K_{P8}}{K_{P7}}{R}_4]I_7$

其中V_gs4为NM4的栅源电压，I₇为PM7的栅源电流，K_P2、K_P3、K_P7、K_P8分别为PM2、PM3、PM7、PM8的宽长比，由于V_gs4具有负温度系数，I₇具有正温度系数，所以只要合理调整电阻的大小和管子的宽长比则可以使基准电压的温度系数很小。

同时基准核心电路中的PM2、NM4、NM3、NM1组成负反馈回路，提高电路的电源电压抑制比，为了提高电路的频率稳定性，在电路中引入频率补偿电容(MOS管NM2源、漏及衬底相连与栅形成电容，作为电容使用)是非常必要的。但是由于基准核心电路中对基准电压的温度补偿仅为一阶补偿，温度系数仍然很大，为了降低电路的温度系数，加入数字式温度检测电路和分段高阶温度补偿电路，原理图分别为图2和图3所示。

数字式温度检测电路包括MOS管NM6、14个反相器inv1、inv2、inv3、inv4、inv5、inv6、inv7、inv8、inv9、inv10、inv11、inv12、inv13、inv14、2个两输入与非门nand1、nand2、一个四输入与非门nand3及两个电阻R₅、R₆，其中，电阻R₅的一端连接到VDD，电阻R₅的另一端连接电阻R₆的一端，电阻R₆的另一端连接NM6的漏极并与反相器inv1、inv5、inv8及inv11的输入端连接在一起，NM6的源极和衬底连接到地，inv1的输出端连接到inv2的输入端，inv2的输出端连接到inv3的输入端，inv3的输出端连接到inv4的输入端，inv4的输出端(L_TC)连接到与非门nand1的一个输入端及与非门nand3的一个输入端；inv5的输出端连接到inv6的输入端，inv6的输出端连接到inv7的输入端，inv7的输出端(H_TC)连接到反向器nand2的一个输入端及与非门nand3的第二个输入端；inv8的输出端连接到inv9的输入端，inv9的输出端连接到inv10的输入端，inv10的输出端连接到与非门nand1的另一个输出端，与非门nand1的输出端(LM_TC)连接到与非门nand3的第三个输入端；inv11的输出端连接到inv12的输入端，inv12的输出端连接到inv13的输入端，inv13的输出端连接到inv14的输入端，inv14的输出端连接到与非门nand2的另一个输入端，与非门nand2的输出端(HM_TC)连接到与非门nand3的第四个输入端，与非门nand3的输出端为M_TC，数字式温度检测电路的输入端为NM6的栅极，与基准核心电路NM4的栅极连接；

数字式温度检测电路的工作原理为：V_gs4为负温度系数的电压经过NM6共源放大后，NM6的漏电压具有正温度系数，且电压幅度也放大了。将温度范围平均分为五段，从小到大依次排列为：低温(L)、较低温(LM)、中温(M)、较高温(HM)、高温(H)。设计合适的宽长比使反相器inv1、inv5、inv8、inv11的开关阈值不同，大小为inv1＜inv8＜inv11＜inv5。当温度在L内时，反相器inv1、inv5、inv8、inv11输出都为1，则低温补偿控制信号(L_TC)引脚输出为0，较低温补偿控制信号(LM_TC)、中温补偿控制信号(M_TC)、较高温补偿控制信号(HM_TC)、高温补偿控制信号(H_TC)引脚输出为1；当温度范围在LM内时，反相器inv1输出为0，inv5、inv8、inv11输出为1，则LM_TC引脚输出为0，L_TC、M_TC、HM_TC、H_TC引脚输出为1；当温度范围在M内时，反相器inv1、inv8输出为0，inv5、inv11输出为1，则M_TC引脚输出为0，L_TC、LM_TC、HM_TC、H_TC引脚输出为1；当温度范围在HM内时，反相器inv1、inv8、inv11输出为0，inv5输出为1，则HM_TC引脚输出为0，L_TC、LM_TC、M_TC、H_TC引脚输出为1；；当温度范围在H内时，反相器inv1、inv5、inv8、inv11输出都为0，则H_TC引脚输出为0，L_TC、LM_TC、M_TC、HM_TC引脚输出为1。引脚输出电压随温度的变化如图2所示。

分段高阶温度补偿电路包括14个MOS管：PM9、PM10、PM11、PM12、PM13、PM14、PM15、PM16、PM17、PM18、PM19、PM20、PM21、PM22，其中，PM14、PM18、PM20、PM22的栅极连接到基准核心电路中PM1、PM2、PM3的栅极，PM15、PM16、PM17、PM19、PM21的栅极连接到基准核心电路中PM7、PM8的栅极，PM14、PM15、PM16、PM17、PM18、PM19、PM20、PM21、PM22的源极和衬底以及PM9、PM10、PM11、PM12、PM13的衬底都连接到VDD，PM14、PM15的漏极连接到PM9的源极，PM16的漏极连接到PM10的源极，PM17、PM18的漏极连接到PM11的源极，PM19、PM20的漏极连接到PM12的源极，PM21、PM22的漏极连接到PM13的源极，PM9、PM10、PM11、PM12、PM13的栅极分别连接到数字式温度检测电路中反向器inv7、inv4、与非门nand3、nand2、nand1的输出端(即分别为H_TC、L_TC、M_TC、HM_TC、LM_TC信号输出)，PM9、PM10、PM11、PM12、PM13的漏极与基准核心电路中PM3、PM8的漏极连接在一起，为基准电压输出端OUT。

分段高阶温度补偿电路的工作原理为：没有使用分段高阶温度补偿电路的基准输出电压随温度的变化的仿真结果如图4所示。在温度范围为L内，引脚L_TC输出为0，PM10管导通，由于PM16镜像了正温度系数的电流，所以给基准输出电压注入了PM16的源漏电流进行温度补偿。在温度范围为LM内，引脚LM_TC输出为0，PM13管导通，由于PM21镜像了正温度系数的电流，PM2镜像了负温度系数的电流，所以给基准输出电压注入了PM21、PM22的源漏电流进行温度补偿。在温度范围为M内，引脚M_TC输出为0，PM11管导通，由于PM17镜像了正温度系数的电流，PM18镜像了负温度系数的电流，所以给基准输出电压注入了PM17、PM18的源漏电流进行温度补偿。在温度范围为HM内，引脚HM_TC输出为0，PM12管导通，由于PM19镜像了正温度系数的电流，PM20镜像了负温度系数的电流，所以给基准输出电压注入了PM19、PM20的源漏电流进行温度补偿。在温度范围为H内，引脚H_TC输出为0，PM9管导通，由于PM15镜像了正温度系数的电流，PM14镜像了负温度系数的电流，所以给基准输出电压注入了PM14、PM15的源漏电流进行温度补偿。没有使用分段高阶温度补偿电路的基准输出电压随温度的变化的仿真结果如图4所示，，将温度分为三段的高阶温度补偿电路的基准输出电压随温度的变化的仿真结果如图5所示，将温度分为五段的高阶温度补偿电路的基准输出电压随温度的变化的仿真结果如图6所示，从这三张图可以看出，对温度的分段数越多，高阶温度补偿的效果越好，温度系数越低，由此我们可以推断如果可以对温度进行无数次的分段高阶温度补偿，基准的温度系数可以达到零。

电路刚上电时，启动电路向基准核心电路注入电流，使其正常工作，启动电路中PM5的漏极输出到基准核心电路中NM1的栅极。基准核心电路利用一阶温度补偿产生基准电压，然后使用数字式温度检测电路检测工作的温度范围，基准核心电路中NM3、NM4的栅极信号输出到数字式温度检测电路中NM6的栅极。最后利用分段高阶温度补偿电路在不同温度范围分别进行高阶温度补偿耦合到最终的输出基准电压中。

Claims (1)

1.一种CMOS分段高阶温度补偿的亚阈值基准电压源，其特征在于：设有启动电路、基准核心电路、数字式温度检测电路和分段高阶温度补偿电路，启动电路输出至基准核心电路，利用一阶温度补偿产生基准电压，然后通过数字式温度检测电路使用不同开关阈值的反相器检测电路工作的温度范围，最后利用分段高阶温度补偿电路中MOS管堆叠，在不同温度范围分别进行高阶温度补偿，耦合到最终的输出基准电压中；

启动电路包括四个MOS管：PM0、PM4、PM5及NM0，其中，PM0、PM5的源极和衬底以及PM4的衬底都连接到VDD，PM4的栅极和PM0的栅极均连接到地，PM0的漏极连接到PM4的源极，PM4的漏极与PM5的栅极以及NM0的栅极连接在一起，NM0的源极及漏极和衬底都连接到地；

基准核心电路包括11个MOS管：PM1、PM2、PM3、PM6、PM7、PM8、NM1、NM2、NM3、NM4及NM5及四个电阻R₁、R₂、R₃及R₄，其中，PM7、PM6、PM1、PM2、PM3、PM8的源极和衬底都连接到VDD，PM7的栅极、NM4的漏极和PM8的栅极连接电阻R₁的一端，PM7的漏极和PM6的栅极接到电阻R₁的另一端，PM1、PM2、PM3的栅极和NM1的漏极均连接到PM1的漏极，PM6、NM3的漏极以及NM1的栅极、NM2的栅极连接在一起并与启动电路PM5的漏极连接，PM2的漏极、NM3及NM4的栅极连接到电阻R₂的一端，电阻R₂的另一端连接到电阻R₃及R₄的一端，R₃的另一端连接到NM5的栅极和PM3、PM8的漏极，电阻R₄的另一端与NM1、NM3、NM4的源极和衬底、NM2、NM5的源极、漏极和衬底都连接在一起并接地；

数字式温度检测电路包括MOS管NM6、14个反相器inv1、inv2、inv3、inv4、inv5、inv6、inv7、inv8、inv9、inv10、inv11、inv12、inv13、inv14、2个两输入与非门nand1、nand2、一个四输入与非门nand3及两个电阻R₅、R₆，其中，电阻R₅的一端连接到VDD，电阻R₅的另一端连接电阻R₆的一端，电阻R₆的另一端连接NM6的漏极并与反相器inv1、inv5、inv8及inv11的输入端连接在一起，NM6的源极和衬底连接到地，inv1的输出端连接到inv2的输入端，inv2的输出端连接到inv3的输入端，inv3的输出端连接到inv4的输入端，inv4的输出端连接到与非门nand1的一个输入端及与非门nand3的一个输入端；inv5的输出端连接到inv6的输入端，inv6的输出端连接到inv7的输入端，inv7的输出端连接到反向器nand2的一个输入端及与非门nand3的第二个输入端；inv8的输出端连接到inv9的输入端，inv9的输出端连接到inv10的输入端，inv10的输出端连接到与非门nand1的另一个输出端，与非门nand1的输出端连接到与非门nand3的第三个输入端；inv11的输出端连接到inv12的输入端，inv12的输出端连接到inv13的输入端，inv13的输出端连接到inv14的输入端，inv14的输出端连接到与非门nand2的另一个输入端，与非门nand2的输出端连接到与非门nand3的第四个输入端，数字式温度检测电路的输入端为NM6的栅极，与基准核心电路NM4的栅极连接；

分段高阶温度补偿电路包括14个MOS管：PM9、PM10、PM11、PM12、PM13、PM14、PM15、PM16、PM17、PM18、PM19、PM20、PM21、PM22，其中，PM14、PM18、PM20、PM22的栅极与基准核心电路中PM1、PM2、PM3的栅极连接在一起，PM15、PM16、PM17、PM19、PM21的栅极与基准核心电路中PM7、PM8的栅极连接在一起，PM14、PM15、PM16、PM17、PM18、PM19、PM20、PM21、PM22的源极和衬底以及PM9、PM10、PM11、PM12、PM13的衬底都连接到VDD，PM14、PM15的漏极连接到PM9的源极，PM16的漏极连接到PM10的源极，PM17、PM18的漏极连接到PM11的源极，PM19、PM20的漏极连接到PM12的源极，PM21、PM22的漏极连接到PM13的源极，PM9、PM10、PM11、PM12、PM13的栅极分别连接到数字式温度检测电路中反向器inv7、inv4、与非门nand3、nand2、nand1的输出端，PM9、PM10、PM11、PM12、PM13的漏极与基准核心电路中PM3、PM8的漏极连接在一起，为基准电压输出端。

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