CN211044054U - 一种电压和温度系数独立可调的基准电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电压和温度系数独立可调的基准电路，包括：正温度系数电流产生模块，包括两级运算放大器，用于在将启动电压输入至两级运算放大器之间的输入节点以打破电路简并点时，根据三极管比例和电阻值产生一具有正温度系数的电流；参考电压产生模块，连接于所述正温度系数电流产生模块，用于产生一具有负温度系数的电压，同时将该电流转换为具有正温度系数的电压，并将具有正、负温度系数的电压进行叠加，从而产生一与温度无关的参考电压；调节电阻，所述调节电阻的一端连接于所述参考电压产生模块的输出端，所述调节电阻的另一端接地。通过本实用新型提供的基准电路实现参考电压的电压值和温度系数的可调节。

Description

一种电压和温度系数独立可调的基准电路

技术领域

本实用新型涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种电压和温度系数独立可调的基准电路。

背景技术

基准电压源或电压参考(Voltage Reference)通常是指在电路中用作电压基准的高稳定度的电压源，决定了相关功能的精度和可靠性。

在MCU的应用中，传统的带隙基准电压不能满足某些FLASH对基准电压的需求，往往是低于带隙基准电压。为了实现更低的面积和更小的功耗，就需要一款零温漂的非带隙基准的基准电压模块。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电压和温度系数独立可调的基准电路，实现参考电压的电压值和温度系数的可调节。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种电压和温度系数独立可调的基准电路，所述基准电路包括：

正温度系数电流产生模块，包括两级运算放大器，用于在将启动电压输入至所述两级运算放大器之间的输入节点以打破所述基准电路的简并点时，根据三极管比例和电阻值产生一具有正温度系数的电流以输出；

参考电压产生模块，连接于所述正温度系数电流产生模块，用于产生一具有负温度系数的电压，同时将所述正温度系数电流产生模块输出的具有正温度系数的电流转换为具有正温度系数的电压，并将具有正温度系数的电压和具有负温度系数的电压进行叠加，从而产生一与温度无关的参考电压以输出；

调节电阻，所述调节电阻的一端连接于所述参考电压产生模块的输出端，所述调节电阻的另一端接地。

可选地，所述正温度系数电流产生模块包括：第一三极管、第二三极管、第一电阻、第一级运算放大器、第二级运算放大器、第一PMOS管及第二PMOS管，所述第一三极管的基极连接于所述第一三极管的集电极、所述第二三极管的基极及所述第二三极管的集电极，同时接地，所述第一三极管的发射级连接于所述第一级运算放大器的第一输入端及所述第一PMOS管的漏极端，所述第二三极管的发射极连接于所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接于所述第一级运算放大器的第二输入端及所述第二PMOS管的漏极端，所述第一级运算放大器的输出端连接于所述第二级运算放大器的输入端，同时作为所述正温度系数电流产生模块的输入节点以接入所述启动电压，所述第二级运算放大器的输出端连接于所述第一PMOS管的栅极端及所述第二PMOS管的栅极端，同时作为所述正温度系数电流产生模块的输出端，所述第一PMOS管的源极端连接于所述第二PMOS管的源极端，同时接入电源电压。

可选地，所述参考电压产生模块包括：第三三极管、第二电阻及第三PMOS管，所述第三三极管的基极连接于所述第三三极管的集电极，同时接地，所述第三三极管的发射极连接于所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接于所述第三PMOS管的漏极端，同时作为所述参考电压产生模块的输出端，所述第三PMOS管的源极端接入电源电压，所述第三PMOS管的栅极端连接于所述正温度系数电流产生模块的输出端。

可选地，所述基准电路还包括：启动电压产生模块，连接于所述正温度系数产生模块前端，用于在所述基准电路存在简并点时，输出所述启动电压以打破所述基准电路的简并点，从而完成所述基准电路的启动。

可选地，所述启动电压产生模块包括第一启动电压产生模块和第二启动电压产生模块。

如上所述，本实用新型的一种电压和温度系数独立可调的基准电路，通过正温度系数电流产生模块、参考电压产生模块及调节电阻的设计，不仅可实现对所述参考电压Vref的电压值进行调整，同时还可实现对参考电压Vref的温度系数的调整。

附图说明

图1显示为本实用新型所述的电压和温度系数独立可调的基准电路的具体电路图。

元件标号说明

100 基准电路

101 正温度系数电流产生模块

102 参考电压产生模块

103 调节电阻

104 第一启动电压产生模块

105 第二启动电压产生模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本实施例提供一种电压和温度系数独立可调的基准电路，所述基准电路100包括：

正温度系数电流产生模块101，包括两级运算放大器，用于在将启动电压输入至所述两级运算放大器之间的输入节点以打破所述基准电路100的简并点时，根据三极管比例和电阻值产生一具有正温度系数的电流以输出；

参考电压产生模块102，连接于所述正温度系数电流产生模块101，用于产生一具有负温度系数的电压，同时将所述正温度系数电流产生模块101输出的具有正温度系数的电流转换为具有正温度系数的电压，并将具有正温度系数的电压和具有负温度系数的电压进行叠加，从而产生一与温度无关的参考电压Vref以输出；

调节电阻，所述调节电阻的一端连接于所述参考电压产生模块的输出端，所述调节电阻的另一端接地。

作为示例，如图1所示，所述基准电路100还包括：启动电压产生模块104以及105，连接于所述正温度系数电流产生模块101前端，用于在所述基准电路100存在简并点时，输出所述启动电压以打破所述基准电路100的简并点，从而完成所述基准电路100的启动。本示例中，所述启动电压产生模块104以及105为现有任一种可产生启动电压的电路结构，本示例对其具体电路组成并不进行限定。

作为示例，如图1所示，所述正温度系数电流产生模块101包括：第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第一级运算放大器OP1、第二级运算放大器OP2、第一PMOS管PM1及第二PMOS管PM2，所述第一三极管Q1的基极连接于所述第一三极管Q1的集电极、所述第二三极管Q2的基极及所述第二三极管Q2的集电极，同时接地，所述第一三极管Q1的发射级连接于所述第一级运算放大器OP1的第一输入端及所述第一PMOS管PM1的漏极端，所述第二三极管Q2的发射极连接于所述第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端连接于所述第一级运算放大器OP1的第二输入端及所述第二PMOS管PM2的漏极端，所述第一级运算放大器OP1的输出端连接于所述第二级运算放大器OP2的输入端，同时作为所述正温度系数电流产生模块101的输入节点以接入所述启动电压，所述第二级运算放大器OP2的输出端连接于所述第一PMOS管PM1的栅极端及所述第二PMOS管PM2的栅极端，同时作为所述正温度系数电流产生模块101的输出端，所述第一PMOS管PM1的源极端连接于所述第二PMOS管PM2的源极端，同时接入电源电压。具体的，所述第二三极管Q2面积是所述第一三极管Q1面积的N倍，所述第一PMOS管PM1的宽长比和所述第二PMOS管PM2的宽长比相同。本示例中，通过所述第二三极管Q2和所述第一三极管Q1的面积比例N和所述第一电阻R1产生具有正温度系数的电流以输出。

作为示例，如图1所示，所述参考电压产生模块102包括：第三三极管Q3、第二电阻R2及第三PMOS管PM3，所述第三三极管Q3的基极连接于所述第三三极管Q3的集电极，同时接地，所述第三三极管Q3的发射极连接于所述第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端连接于所述第三PMOS管PM3的漏极端，同时作为所述参考电压产生模块102的输出端，所述第三PMOS管PM3的源极端接入电源电压，所述第三PMOS管PM3的栅极端连接于所述正温度系数电流产生模块101的输出端。本示例中，所述第三三极管Q3的基极-发射极电压具有负温度系数，所述第三PMOS管PM3和所述正温度系数电流产生模块101中的所述第一PMOS管PM1组成电流镜，以将所述正温度系数电流产生模块101产生的具有正温度系数的电流镜像至所述参考电压产生模块102中，并通过所述第二电阻R2将具有正温度系数的电流转换为具有正温度系数的电压，最后将具有正温度系数的电压叠加到所述第三三极管Q3的负温度系数电压上，从而得到一与温度无关的参考电压Vref以输出。

作为示例，如图1所示，调节电阻103的一端连接于所述第三三极管Q3的集电极，所述调节电阻103的另一端连接于所述第二电阻R2的另一端。本示例中，通过调整R1可以调节正温度系数电流，通过调整R2可以调节温度系数，通过调整调节电阻103可以调节基准电压，以上电阻均可独立调整，从而可以不仅可实现对所述参考电压Vref的电压值进行调整，同时还可实现对参考电压Vref的温度系数的调整。

综上所述，本实用新型的一种电压和温度系数独立可调的基准电路，通过正温度系数电流产生模块、参考电压产生模块及调节电阻的设计，通过一定电阻分流，从而实现不随工艺(带隙)决定的基准电路，可在任意电压下实现零温度系数电压。而且不仅可实现对所述参考电压Vref的电压值进行调整，同时还可实现对参考电压Vref的温度系数的调整，从而电压和温度系数独立可调。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种电压和温度系数独立可调的基准电路，其特征在于，所述基准电路包括：

正温度系数电流产生模块，包括两级运算放大器，用于在将启动电压输入至所述两级运算放大器之间的输入节点以打破所述基准电路的简并点时，根据三极管比例和电阻值产生一具有正温度系数的电流以输出；

参考电压产生模块，连接于所述正温度系数电流产生模块，用于产生一具有负温度系数的电压，同时将所述正温度系数电流产生模块输出的具有正温度系数的电流转换为具有正温度系数的电压，并将具有正温度系数的电压和具有负温度系数的电压进行叠加，从而产生一与温度无关的参考电压以输出；

调节电阻，所述调节电阻的一端连接于所述参考电压产生模块的输出端，所述调节电阻的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的电压和温度系数独立可调的基准电路，其特征在于，所述正温度系数电流产生模块包括：第一三极管、第二三极管、第一电阻、第一级运算放大器、第二级运算放大器、第一PMOS管及第二PMOS管，所述第一三极管的基极连接于所述第一三极管的集电极、所述第二三极管的基极及所述第二三极管的集电极，同时接地，所述第一三极管的发射级连接于所述第一级运算放大器的第一输入端及所述第一PMOS管的漏极端，所述第二三极管的发射极连接于所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接于所述第一级运算放大器的第二输入端及所述第二PMOS管的漏极端，所述第一级运算放大器的输出端连接于所述第二级运算放大器的输入端，同时作为所述正温度系数电流产生模块的输入节点以接入所述启动电压，所述第二级运算放大器的输出端连接于所述第一PMOS管的栅极端及所述第二PMOS管的栅极端，同时作为所述正温度系数电流产生模块的输出端，所述第一PMOS管的源极端连接于所述第二PMOS管的源极端，同时接入电源电压。

3.根据权利要求1所述的电压和温度系数独立可调的基准电路，其特征在于，所述参考电压产生模块包括：第三三极管、第二电阻及第三PMOS管，所述第三三极管的基极连接于所述第三三极管的集电极，同时接地，所述第三三极管的发射极连接于所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接于所述第三PMOS管的漏极端，同时作为所述参考电压产生模块的输出端，所述第三PMOS管的源极端接入电源电压，所述第三PMOS管的栅极端连接于所述正温度系数电流产生模块的输出端。

4.根据权利要求1所述的电压和温度系数独立可调的基准电路，其特征在于，所述基准电路还包括：启动电压产生模块，连接于所述正温度系数产生模块前端，用于在所述基准电路存在简并点时，输出所述启动电压以打破所述基准电路的简并点，从而完成所述基准电路的启动。

5.根据权利要求4所述的电压和温度系数独立可调的基准电路，其特征在于，所述启动电压产生模块包括第一启动电压产生模块和第二启动电压产生模块。

Images