本實(shí)用新型涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及低電壓帶隙基準(zhǔn)電路、芯片、移動(dòng)電源、行車記錄儀及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)和便攜式電子產(chǎn)品的發(fā)展，對低功耗、高電源電壓范圍的基準(zhǔn)電壓源的需求大大增加，也導(dǎo)致帶隙基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求有很大的提高。帶隙基準(zhǔn)電路可以產(chǎn)生與電源和工藝無關(guān)、具有確定溫度特性的基準(zhǔn)電壓或基準(zhǔn)電壓。帶隙基準(zhǔn)電路的穩(wěn)定性對整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部電源的產(chǎn)生，輸出電壓的調(diào)整等都具有直接且至關(guān)重要的影響。

在很多產(chǎn)品應(yīng)用中，芯片內(nèi)部需要產(chǎn)生正溫度系數(shù)電流，類似于監(jiān)測SOC芯片內(nèi)部的溫度特性以實(shí)現(xiàn)過溫保護(hù)功能，常見于電源管理芯片的應(yīng)用中。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)至少存在以下問題：現(xiàn)有帶隙基準(zhǔn)電路的正溫度系數(shù)電流不能通過簡單的鏡像復(fù)制以供外圍電路使用，并且?guī)痘鶞?zhǔn)電路的設(shè)計(jì)面積消耗比較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)目的旨在提供一種低電壓帶隙基準(zhǔn)電路、芯片、移動(dòng)電源、行車記錄儀及電子設(shè)備，其解決現(xiàn)有帶隙基準(zhǔn)電路未能夠鏡像復(fù)制正溫度系數(shù)電流以及設(shè)計(jì)面積大的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供以下技術(shù)方案：

在第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種低電壓帶隙基準(zhǔn)電路，所述低電壓帶隙基準(zhǔn)電路包括：用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)源電路，所述基準(zhǔn)源電路包括第一PNP三極管、第二PNP三極管及第一電阻，所述第一PNP三極管的發(fā)射極與所述第一電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端為第一節(jié)點(diǎn)，所述第一PNP三極管的基極及集電極接地，所述第二PNP 三極管的發(fā)射極為第二節(jié)點(diǎn)，所述第二PNP三極管的基極及集電極接地；用于為所述基準(zhǔn)源電路提供偏置電流的基準(zhǔn)源鏡像電路，其分別與所述基準(zhǔn)源電路的第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)連接；用于根據(jù)所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生正溫度系數(shù)電流的正溫度系數(shù)電流電路，其與所述第二節(jié)點(diǎn)連接，并且復(fù)用所述第一PNP三極管的基極與發(fā)射極之間的電壓。

可選的，所述低電壓帶隙基準(zhǔn)電路還包括：用于輸出零溫度系數(shù)電流的零溫度系數(shù)電流電路，其與所述基準(zhǔn)源鏡像電路連接；用于為所述零溫度系數(shù)電流電路提供鉗位電壓的鉗位電路，其分別與所述基準(zhǔn)源鏡像電路和所述零溫度系數(shù)電流電路連接。

可選的，所述基準(zhǔn)源電路還包括：第二電阻及第三電阻，所述第二電阻的一端與所述第一節(jié)點(diǎn)連接，所述第二電阻的另一端接地，所述第三電阻的一端與所述第二節(jié)點(diǎn)連接，所述第三電阻的另一端接地。

可選的，所述基準(zhǔn)源鏡像電路包括：第四電阻、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第一NMOS管及第二NMOS管，所述第一PMOS 管的源極分別與所述第二PMOS管的源極和所述第三PMOS管的源極連接，所述第一PMOS管的柵極分別與所述第一PMOS管的漏極、所述第一 NMOS管的漏極、所述第二PMOS管的柵極、所述第三PMOS管的柵極連接，所述第二PMOS管的漏極分別與所述第一NMOS管的柵極、所述第二NMOS 管的柵極和漏極連接，所述第二NMOS管的源極連接至所述第二節(jié)點(diǎn)，所述第一NMOS管的源極連接至所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第三PMOS管的漏極通過所述第四電阻接地。

可選的，所述正溫度系數(shù)電流電路包括：第一運(yùn)放器、第四PMOS 管、第五PMOS管及第五電阻，所述第一運(yùn)放器的同相輸入端連接至所述第二節(jié)點(diǎn)，所述第一運(yùn)放器的反相輸入端分別與所述第四PMOS管的漏極和所述第五電阻的一端連接，所述第一運(yùn)放器的輸出端分別與所述第四PMOS管的柵極和所述第五PMOS管的柵極連接，所述第四PMOS管的源極和所述第五PMOS管的源極連接，所述第五PMOS管的漏極用于輸出正溫度系數(shù)電流，所述第五電阻的另一端和所述第一PNP三極管的發(fā)射極連接。

可選的，所述零溫度系數(shù)電流電路包括：第六PMOS管、第七PMOS 管、第八PMOS管及第九PMOS管；所述鉗位電路包括：第十PMOS管、第十一PMOS管、第十二PMOS管、第十三PMOS管及第十四PMOS管；所述第六PMOS管的漏極與所述第一PMOS管的源極連接，所述第六PMOS 管的源極分別與所述第七PMOS管的源極和所述第八PMOS管的源極連接，所述第六PMOS管的柵極分別與所述第七PMOS管的柵極及漏極、所述第八PMOS管的柵極、所述第九PMOS管的源極連接，所述第八PMOS 管的漏極用于輸出零溫度系數(shù)電流，所述第九PMOS管的漏極接地；所述第十PMOS管的柵極與所述第三PMOS管的柵極連接，所述第十PMOS 管的源極與所述第一PMOS管的源極連接，所述第十PMOS管的漏極分別與所述第十三PMOS管的源極及柵極、第十四PMOS管的柵極、所述第九 PMOS管的柵極連接，所述第十三PMOS管的漏極與所述第十四PMOS管的漏極接地，所述第十一PMOS管的柵極與所述第二NMOS管的漏極連接，所述第十一PMOS管的源極與所述第一PMOS管的源極連接，所述第十一 PMOS管的漏極分別與所述第十四PMOS管的源極、所述第十二PMOS管的柵極連接，所述第十二PMOS管的源極與所述第一PMOS管的源極連接，所述第十二PMOS管的漏極接地。

在第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種芯片，所述芯片包括所述的低電壓帶隙基準(zhǔn)電路。

在第三方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種移動(dòng)電源，所述移動(dòng)電源包括所述的低電壓帶隙基準(zhǔn)電路。

在第四方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種行車記錄儀，所述行車記錄儀包括所述的低電壓帶隙基準(zhǔn)電路。

在第五方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括所述的低電壓帶隙基準(zhǔn)電路。

在實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中，通過基準(zhǔn)源鏡像電路調(diào)整基準(zhǔn)源電路的工作點(diǎn)，使基準(zhǔn)源電路產(chǎn)生偏置電壓，并且通過增加獨(dú)立的正溫度系數(shù)電流電路，其能夠根據(jù)該偏置電壓輸出正溫度系數(shù)電流，因此，與現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)進(jìn)行比較，正溫度系數(shù)電流電路能夠簡單地復(fù)制出正溫度系數(shù)電流以提供給外圍電路，并且當(dāng)外圍電路不需要正溫度系數(shù)電流而關(guān)閉正溫度系數(shù)電流電路時(shí)，此時(shí)的基準(zhǔn)源電路及基準(zhǔn)源鏡像電路的電路功能未受到干擾。進(jìn)一步的，正溫度系數(shù)電流電路通過復(fù)用第一PNP三極管的基極與發(fā)射極之間的電壓，從而避免另設(shè)三極管而增加集成電路的面積。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種低電壓帶隙基準(zhǔn)電路的電路框圖；

圖2是本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供一種低電壓帶隙基準(zhǔn)電路的電路框圖；

圖3是本實(shí)用新型又另一實(shí)施例提供一種低電壓帶隙基準(zhǔn)電路的結(jié)構(gòu)連接示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的說明。需要說明的是，當(dāng)元件被表述“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上、或者其間可以存在一個(gè)或多個(gè)居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被表述“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件、或者其間可以存在一個(gè)或多個(gè)居中的元件。本說明書所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說明書中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是用于限制本實(shí)用新型。本說明書所使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種低電壓帶隙基準(zhǔn)電路的電路框圖。如圖1所示，該低電壓帶隙基準(zhǔn)電路100包括基準(zhǔn)源電路11、基準(zhǔn)源鏡像電路12及正溫度系數(shù)電流電路13，其中，基準(zhǔn)源電路11包括第一PNP三極管T1、第二PNP三極管T2及第一電阻R1，第一PNP三極管 T1的發(fā)射極與第一電阻R1的一端連接，第一電阻R1的另一端為第一節(jié)點(diǎn)11A，第一PNP三極管T1的基極及集電極接地，第二PNP三極管T2 的發(fā)射極為第二節(jié)點(diǎn)11B，第二PNP三極管T2的基極及集電極接地?；鶞?zhǔn)源鏡像電路12分別與基準(zhǔn)源電路11的第一節(jié)點(diǎn)11A、第二節(jié)點(diǎn)11B 連接，正溫度系數(shù)電流電路13與第二節(jié)點(diǎn)11B連接，并且復(fù)用第一PNP 三極管T1的基極與發(fā)射極之間的電壓。

基準(zhǔn)源鏡像電路12接收外部電源，并且向基準(zhǔn)源電路11提供偏置電流，基準(zhǔn)源電路11根據(jù)該偏置電流產(chǎn)生偏置電壓，正溫度系數(shù)電流電路13根據(jù)該偏置電壓產(chǎn)生正溫度系數(shù)電流。

與現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)進(jìn)行比較，通過增加獨(dú)立的正溫度系數(shù)電流電路 13，其能夠根據(jù)該偏置電壓輸出正溫度系數(shù)電流，因此，正溫度系數(shù)電流電路13能夠簡單地復(fù)制出正溫度系數(shù)電流以提供給外圍電路，并且當(dāng)外圍電路不需要正溫度系數(shù)電流而關(guān)閉正溫度系數(shù)電流電路13時(shí)，此時(shí)的基準(zhǔn)源電路11及基準(zhǔn)源鏡像電路12的電路功能未受到干擾。進(jìn)一步的，正溫度系數(shù)電流電路13通過復(fù)用第一PNP三極管T1的基極與發(fā)射極之間的電壓，從而避免另設(shè)三極管而增加集成電路的面積。

在一些實(shí)施例中，如圖2所示，該低電壓帶隙基準(zhǔn)電路100還包括零溫度系數(shù)電流電路14和鉗位電路15，零溫度系數(shù)電流電路14與基準(zhǔn)源鏡像電路12連接，鉗位電路15分別與基準(zhǔn)源鏡像電路12和零溫度系數(shù)電流電路14連接。

零溫度系數(shù)電流電路14能夠從基準(zhǔn)源鏡像電路12中鏡像復(fù)制并且輸出零溫度系數(shù)電流，鉗位電路15能夠?yàn)榱銣囟认禂?shù)電流電路14提供鉗位電壓，以提高電源抑制比。

與現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)進(jìn)行比較，該低電壓帶隙基準(zhǔn)電路100不僅能夠簡單地復(fù)制出正溫度系數(shù)電流，還能夠輸出零溫度系數(shù)電流，并且電源抑制比高。

在一些實(shí)施例中，如圖3所示，該基準(zhǔn)源電路11包括：第二電阻 R2及第三電阻R3，第二電阻R2的一端與第一節(jié)點(diǎn)11A連接，第二電阻 R2的另一端接地，第三電阻R3的一端與第二節(jié)點(diǎn)11B連接，第三電阻 R3的另一端接地。

進(jìn)一步的，基準(zhǔn)源鏡像電路12包括：第四電阻R4、第一PMOS管 PQ1、第二PMOS管PQ2、第三PMOS管PQ3、第一NMOS管NQ1及第二NMOS 管NQ2，第一PMOS管PQ1的源極分別與第二PMOS管PQ2的源極和第三 PMOS管PQ3的源極連接，第一PMOS管PQ1的柵極分別與第一PMOS管 PQ的漏極、第一NMOS管NQ1的漏極、第二PMOS管PQ2的柵極、第三 PMOS管PQ3的柵極連接，第二PMOS管PQ2的漏極分別與第一NMOS管 NQ1的柵極、第二NMOS管NQ2的柵極和漏極連接，第二NMOS管NQ2的源極連接至第二節(jié)點(diǎn)11B，第一NMOS管NQ1的源極連接至第一節(jié)點(diǎn)11A，第三PMOS管PQ3的漏極通過第四電阻R4接地。

進(jìn)一步的，正溫度系數(shù)電流電路13包括：第一運(yùn)放器UP1、第四 PMOS管PQ4、第五PMOS管PQ5及第五電阻R5，第一運(yùn)放器UP1的同相輸入端連接至第二節(jié)點(diǎn)11B，第一運(yùn)放器UP1的反相輸入端分別與第四 PMOS管PQ4的漏極和第五電阻R5的一端連接，第一運(yùn)放器UP1的輸出端分別與第四PMOS管PQ4的柵極和第五PMOS管PQ5的柵極連接，第四 PMOS管PQ4的源極和第五PMOS管PQ5的源極連接，第五PMOS管PQ5的漏極用于輸出正溫度系數(shù)電流，第五電阻R5的另一端和第一PNP三極管T1的發(fā)射極連接。

進(jìn)一步的，零溫度系數(shù)電流電路14包括：第六PMOS管PQ6、第七 PMOS管PQ7、第八PMOS管PQ8及第九PMOS管PQ9。

鉗位電路15包括：第十PMOS管PQ10、第十一PMOS管PQ11、第十二PMOS管PQ12、第十三PMOS管PQ13及第十四PMOS管PQ14；第六PMOS 管PQ6的漏極與第一PMOS管PQ1的源極連接，第六PMOS管PQ6的源極分別與第七PMOS管PQ7的源極和第八PMOS管PQ8的源極連接，第六PMOS 管PQ6的柵極分別與第七PMOS管PQ7的柵極及漏極、第八PMOS管PQ8 的柵極、第九PMOS管PQ9的源極連接，第八PMOS管PQ8的漏極用于輸出零溫度系數(shù)電流，第九PMOS管PQ9的漏極接地；第十PMOS管PQ10 的柵極與第三PMOS管PQ3的柵極連接，第十PMOS管PQ10的源極與第一PMOS管PQ1的源極連接，第十PMOS管PQ10的漏極分別與第十三PMOS 管PQ13的源極及柵極、第十四PMOS管PQ14的柵極、第九PMOS管PQ9 的柵極連接，第十三PMOS管PQ13的漏極與第十四PMOS管PQ14的漏極接地，第十一PMOS管PQ11的柵極與第二NMOS管NQ2的漏極連接，第十一PMOS管PQ11的源極與第一PMOS管PQ1的源極連接，第十一PMOS 管PQ11的漏極分別與第十四PMOS管PQ14的源極、第十二PMOS管PQ12 的柵極連接，第十二PMOS管PQ12的源極與第一PMOS管PQ1的源極連接，第十二PMOS管PQ12的漏極接地。

如圖3所示，基準(zhǔn)源電路11的工作原理是根據(jù)硅材料的帶隙電壓與溫度無關(guān)的特性，利用具有正溫度系數(shù)的熱電壓與具有負(fù)溫度系數(shù)的晶體管基極-發(fā)射極間的電壓相互疊加，以實(shí)現(xiàn)低溫漂、高精度的偏置電壓。具體的，利用運(yùn)放反饋箝位的作用，使得第一節(jié)點(diǎn)11A與第二節(jié)點(diǎn)11B的輸入端電壓相等，從而獲得第一PNP三極管T1與第二PNP三極管T2的基極-發(fā)射極間的電壓差，根據(jù)硅半導(dǎo)體節(jié)的電學(xué)特性，該電壓差具有正溫度系數(shù)，單個(gè)三極管(第一PNP三極管T1或第二PNP三極管T2)基極-發(fā)射極電壓是負(fù)溫度系數(shù)。利用第一電阻R1及第二第二電阻R2的比例調(diào)整，便可以得到一個(gè)補(bǔ)償好的零溫度系數(shù)電流。圖中流過第一電阻R1的電流為正溫度系數(shù)電流，流過第二PNP三極管T2的電流為負(fù)溫度系數(shù)電流。然而，此種正溫度系數(shù)電流不容易被簡單鏡像復(fù)制，并且關(guān)閉該正溫度系數(shù)電流時(shí)，基準(zhǔn)源電路11的其它功能受到干擾。

請?jiān)賲㈤唸D3，當(dāng)輸入電源接入基準(zhǔn)源鏡像電路12時(shí)，基準(zhǔn)源鏡像電路12通過第一PMOS管PQ1、第二PMOS管PQ2、第三PMOS管PQ3、第一NMOS管NQ1及第二NMOS管NQ2之間的配合，為基準(zhǔn)源電路11提供偏置電流。

請繼續(xù)參閱圖3，在正溫度系數(shù)電流電路13中，通過第一運(yùn)放器UP1的反饋和鉗位作用，使得第五電阻R5的兩端電壓與第二節(jié)點(diǎn)11B處的電壓相等，從而實(shí)現(xiàn)第五電阻R5的兩端電壓其中，n為第一PNP三極管T1的本征載流子濃度，V_T＝KT/q，K位玻爾茲曼常數(shù)，T位熱力學(xué)溫度，q為電子電荷量。因此，正溫度系數(shù)電流 I_ptat-ref＝ΔV_BE/R3

作為本實(shí)用新型實(shí)施例的另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種芯片，該芯片包括如圖1至圖3所述的低電壓帶隙基準(zhǔn)電路。

作為本實(shí)用新型實(shí)施例的又另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種移動(dòng)電源，該移動(dòng)電源包括如圖1至圖3所述的低電壓帶隙基準(zhǔn)電路。

作為本實(shí)用新型實(shí)施例的又另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種行車記錄儀，該行車記錄儀包括如圖1至圖3所述的低電壓帶隙基準(zhǔn)電路。

作為本實(shí)用新型實(shí)施例的又另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括如圖1至圖3所述的低電壓帶隙基準(zhǔn)電路。

與現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)進(jìn)行比較，通過增加獨(dú)立的正溫度系數(shù)電流電路，其能夠根據(jù)該偏置電壓輸出正溫度系數(shù)電流，因此，正溫度系數(shù)電流電路能夠簡單地復(fù)制出正溫度系數(shù)電流以提供給外圍電路，并且當(dāng)外圍電路不需要正溫度系數(shù)電流而關(guān)閉正溫度系數(shù)電流電路時(shí)，此時(shí)的基準(zhǔn)源電路及基準(zhǔn)源鏡像電路的電路功能未受到干擾。進(jìn)一步的，正溫度系數(shù)電流電路通過復(fù)用第一PNP三極管的基極與發(fā)射極之間的電壓，從而避免另設(shè)三極管而增加集成電路的面積。

需要說明的是，本實(shí)用新型的說明書及其附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳的實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型可以通過許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本說明書所描述的實(shí)施方式，這些實(shí)施方式不作為對本實(shí)用新型內(nèi)容的額外限制，提供這些實(shí)施方式的目的是使對本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。并且，上述各技術(shù)特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實(shí)施方式，均視為本實(shí)用新型說明書記載的范圍；進(jìn)一步地，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。