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一種高階溫度補償基準源的制作方法

文檔序號:6307274閱讀:330來源:國知局
一種高階溫度補償基準源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及模擬集成電路【技術領域】,具體涉及一種高階溫度補償基準源。本發(fā)明的基準源包括正溫系數(shù)電流模塊、負溫系數(shù)電流模塊和基準電壓產(chǎn)生模塊;正溫系數(shù)電流模塊和負溫系數(shù)電流模塊的輸入端接電源VIN;正溫系數(shù)電流模塊的輸出端接基準電壓產(chǎn)生模塊的第一輸入端,負溫系數(shù)電流模塊的輸出端接基準電壓產(chǎn)生模塊的第二輸入端,基準電壓產(chǎn)生模塊的輸出端輸出基準電壓。本發(fā)明的有益效果為,輸出基準源相比傳統(tǒng)的帶隙基準源具有更高的精度;且相比傳統(tǒng)的高階補償帶隙基準源,本發(fā)明實現(xiàn)的高精度基準源的電路結構更加簡單,受工藝的影響更小。本發(fā)明尤其適用于帶隙基準電路。
【專利說明】一種高階溫度補償基準源

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于模擬集成電路【技術領域】,具體的說是涉及一種基于遷移率溫度特性的 高階溫度補償基準源。

【背景技術】
[0002] 在模擬集成電路或混合信號集成電路設計領域,基準電壓源是非常重要且常用的 模塊,常應用在ADC轉換器、DCDC換器、以及功率放大器等電路系統(tǒng)中,它的作用是為系統(tǒng) 提供一個不隨溫度及供電電壓變化的電壓基準。
[0003] 在精密測量儀器儀表和廣泛應用的數(shù)字通信系統(tǒng)中經(jīng)常把基準電壓源用作系統(tǒng) 測量和校準的基準。因此,基準電壓源在模擬集成電路中占有很重要的地位,它直接影響著 電子系統(tǒng)的性能和精度。
[0004] 現(xiàn)有的對帶隙基準電路的高階補償方法一般分為兩種:1)通過減小PN結自身的 高階項來獲得較小的基準源溫度系數(shù)。2)利用正溫電壓的高階項來補償PN結的高階項來 獲得較小的溫度系數(shù)。但通過這兩種方法來實現(xiàn)高精度的帶隙基準源通常需要較復雜的電 路結構,這會導致更大的版圖面積,且輸出基準源的精度容易受到工藝漂移的影響。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的,就是針對上述傳統(tǒng)基準源存在的問題,提出一種高階溫度補償基 準源。
[0006] 本發(fā)明的技術方案是,一種高階溫度補償基準源,包括正溫系數(shù)電流模塊、負溫系 數(shù)電流模塊和基準電壓產(chǎn)生模塊;正溫系數(shù)電流模塊和負溫系數(shù)電流模塊的輸入端接電源 VIN ;正溫系數(shù)電流模塊的輸出端接基準電壓產(chǎn)生模塊的第一輸入端,負溫系數(shù)電流模塊的 輸出端接基準電壓產(chǎn)生模塊的第二輸入端,基準電壓產(chǎn)生模塊的輸出端輸出基準電壓;其 特征在于,所述正溫系數(shù)電流模塊由PM0S管MP1、MP2、M03, NM0S管麗1、麗2、麗3,電阻R1, 電容C2構成;其中,MP1、MP2、MP3的柵極互連;MP1的源極接電源VIN,其柵極和漏極互連, 其漏極接麗1的漏極;麗1的柵極通過電容C2后接地,其源極接地;MP2的源極接電源VIN, 其漏極接麗2的漏極;MP2漏極與麗2漏極的連接點接麗1柵極與電容C2的連接點;麗2的 柵極接麗3的柵極,其源極接地;麗3的源極通過電阻R1后接地,其柵極與漏極互連,其漏 極接MP3的漏極;MP3的源極接電源VIN ;MP1漏極與麗1漏極的連接點接MP1柵極、MP2柵 極、MP3柵極的連接點作為正溫系數(shù)電流模塊的輸出端輸出第一偏置電壓;
[0007] 所述負溫系數(shù)電流模塊由PM0S管MP6、MP7,三極管Q1、Q2、Q3,電阻R2構成;其中, MP6的源極接電源VIN,其柵極與漏極互連,其漏極接Q1的集電極;Q1的基極接Q2的基極, 其發(fā)射極通過電阻R2接地;Q2的基極和集電極互連,其集電極接MP7的漏極,其發(fā)射極接 Q3的集電極;Q3的基極和集電極互連,其發(fā)射極接地;MP7的柵極接第一偏置電壓,其源極 接電源VIN ;MP6漏極與Q1集電極的連接點接MP6柵極后作為負溫系數(shù)電流模塊的輸出端 輸出端第二偏置電壓;
[0008] 所述基準電壓產(chǎn)生模塊由PM0S管MP4、MP5,電阻R3構成;其中,MP4的源極接電 源VIN,其柵極接第一偏置電壓,其漏極通過電阻R3接地;MP5的源極接電源VIN,其柵極接 第二偏置電壓,其漏極通過電阻R3接地;MP4漏極、MP5漏極與電阻R3的連接點作為基準電 壓產(chǎn)生模塊的輸出端輸出基準電壓。
[0009] 本發(fā)明的有益效果為,輸出基準源相比傳統(tǒng)的帶隙基準源具有更高的精度;且相 比傳統(tǒng)的高階補償帶隙基準源,本發(fā)明實現(xiàn)的高精度基準源的電路結構更加簡單,受工藝 的影響更小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明的基準源的結構示意圖;
[0011] 圖2為本發(fā)明的正溫系數(shù)電流模塊的電路示意圖;
[0012] 圖3為本發(fā)明的負溫系數(shù)電流模塊的電路示意圖;
[0013] 圖4為本發(fā)明的基準電壓產(chǎn)生模塊的電路示意圖。

【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行描述
[0015] 本文提出一種基于遷移率溫度特性的高階溫度補償基準源,具體電路架構如圖1 所示,包括與溫度成η(η>1)次方關系的正溫度系數(shù)電流源模塊、負溫度系數(shù)電流源模塊以 及基準電壓產(chǎn)生模塊;其中,正溫度系數(shù)電流源模塊產(chǎn)生的第一偏置電壓VB1連接到基準 電壓產(chǎn)生模塊的一個輸入端;負溫度系數(shù)電流源模塊產(chǎn)生的第二偏置電壓VB2連接到基準 電壓產(chǎn)生模塊的另一個輸入端;基準電壓產(chǎn)生模塊的輸出端輸出基準電壓VREF。
[0016] 如圖2所示,正溫系數(shù)電流模塊由PM0S管MP1、MP2、M03, NM0S管MN1、MN2、MN3, 電阻R1,電容C2構成;其中,MP1、MP2、MP3的柵極互連;MP1的源極接電源VIN,其柵極和漏 極互連,其漏極接麗1的漏極;麗1的柵極通過電容C2后接地,其源極接地;MP2的源極接 電源VIN,其漏極接麗2的漏極;MP2漏極與麗2漏極的連接點接麗1柵極與電容C2的連接 點;麗2的柵極接麗3的柵極,其源極接地;麗3的源極通過電阻R1后接地,其柵極與漏極 互連,其漏極接MP3的漏極;MP3的源極接電源VIN ;MP1漏極與麗1漏極的連接點接MP1柵 極、MP2柵極、MP3柵極的連接點作為正溫系數(shù)電流模塊的輸出端輸出第一偏置電壓。
[0017] 如圖3所示,負溫系數(shù)電流模塊由PM0S管MP6、MP7,三極管Q1、Q2、Q3,電阻R2構 成;其中,MP6的源極接電源VIN,其柵極與漏極互連,其漏極接Q1的集電極;Q1的基極接Q2 的基極,其發(fā)射極通過電阻R2接地;Q2的基極和集電極互連,其集電極接MP7的漏極,其發(fā) 射極接Q3的集電極;Q3的基極和集電極互連,其發(fā)射極接地;MP7的柵極接第一偏置電壓, 其源極接電源VIN ;MP6漏極與Q1集電極的連接點接MP6柵極后作為負溫系數(shù)電流模塊的 輸出端輸出第二偏置電壓。
[0018] 如圖4所示,基準電壓產(chǎn)生模塊由PM0S管MP4、MP5,電阻R3構成;其中,MP4的源 極接電源VIN,其柵極接第一偏置電壓,其漏極通過電阻R3接地;MP5的源極接電源VIN,其 柵極接第二偏置電壓,其漏極通過電阻R3接地;MP4漏極、MP5漏極與電阻R3的連接點作為 基準電壓產(chǎn)生模塊的輸出端輸出基準電壓。
[0019] 本發(fā)明的工作原理為:
[0020] 正溫度系數(shù)電流源模塊中,MP2、MP3、麗2、麗3、R1形成自偏置結構,產(chǎn)生正溫電流 Ii ;MP1、麗1加到自偏置結構中形成負反饋環(huán)路,使MP2、MP3的漏端電壓保持相等,提高電 流鏡的精度,C2的目的是保證該負反饋環(huán)路的穩(wěn)定性。該電路中的所有M0S管均工作在飽 和區(qū),由飽和區(qū)M0S的電壓電流特性知

【權利要求】
1. 一種高階溫度補償基準源,包括正溫系數(shù)電流模塊、負溫系數(shù)電流模塊和基準電壓 產(chǎn)生模塊;正溫系數(shù)電流模塊和負溫系數(shù)電流模塊的輸入端接電源VIN ;正溫系數(shù)電流模 塊的輸出端接基準電壓產(chǎn)生模塊的第一輸入端,負溫系數(shù)電流模塊的輸出端接基準電壓產(chǎn) 生模塊的第二輸入端,基準電壓產(chǎn)生模塊的輸出端輸出基準電壓;其特征在于,所述正溫系 數(shù)電流模塊由PMOS管MP1、MP2、M03, NMOS管MN1、MN2、MN3,電阻R1,電容C2構成;其中, MP1、MP2、MP3的柵極互連;MP1的源極接電源VIN,其柵極和漏極互連,其漏極接麗1的漏 極;麗1的柵極通過電容C2后接地,其源極接地;MP2的源極接電源VIN,其漏極接麗2的漏 極;MP2漏極與麗2漏極的連接點接麗1柵極與電容C2的連接點;麗2的柵極接麗3的柵 極,其源極接地;MN3的源極通過電阻R1后接地,其柵極與漏極互連,其漏極接MP3的漏極; MP3的源極接電源VIN ;MP1漏極與麗1漏極的連接點接MP1柵極、MP2柵極、MP3柵極的連 接點作為正溫系數(shù)電流模塊的輸出端輸出第一偏置電壓; 所述負溫系數(shù)電流模塊由PMOS管MP6、MP7,三極管Q1、Q2、Q3,電阻R2構成;其中,MP6 的源極接電源VIN,其柵極與漏極互連,其漏極接Q1的集電極;Q1的基極接Q2的基極,其發(fā) 射極通過電阻R2接地;Q2的基極和集電極互連,其集電極接MP7的漏極,其發(fā)射極接Q3的 集電極;Q3的基極和集電極互連,其發(fā)射極接地;MP7的柵極接第一偏置電壓,其源極接電 源VIN ;MP6漏極與Q1集電極的連接點接MP6柵極后作為負溫系數(shù)電流模塊的輸出端輸出 第二偏置電壓; 所述基準電壓產(chǎn)生模塊由PMOS管MP4、MP5,電阻R3構成;其中,MP4的源極接電源VIN, 其柵極接第一偏置電壓,其漏極通過電阻R3接地;MP5的源極接電源VIN,其柵極接第二偏 置電壓,其漏極通過電阻R3接地;MP4漏極、MP5漏極與電阻R3的連接點作為基準電壓產(chǎn)生 模塊的輸出端輸出基準電壓。
【文檔編號】G05F1/567GK104156025SQ201410424227
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權日:2014年8月26日
【發(fā)明者】周澤坤, 吳剛, 石躍, 王霞, 芮松鵬, 王卓, 張波 申請人:電子科技大學
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