本申請(qǐng)涉及基準(zhǔn)電源，特別涉及一種具有輸入失調(diào)電壓的運(yùn)算放大器、帶隙基準(zhǔn)電路及控制芯片。

背景技術(shù)：

1、為了降低帶隙基準(zhǔn)電路的功耗，相關(guān)技術(shù)提出了支路只采用一個(gè)雙極型晶體管的帶隙基準(zhǔn)電路。然而，與傳統(tǒng)帶隙基準(zhǔn)電路相比，該種帶隙基準(zhǔn)電路的輸出基準(zhǔn)電壓的精度較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N具有輸入失調(diào)電壓的運(yùn)算放大器、帶隙基準(zhǔn)電路及控制芯片，能夠提高支路只有一個(gè)雙極型晶體管的帶隙基準(zhǔn)電路的輸出基準(zhǔn)電壓的精度。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N具有輸入失調(diào)電壓的運(yùn)算放大器，包括正溫度系數(shù)電流源、第一差分輸入對(duì)管、第二差分輸入對(duì)管、第一電阻、第一電流鏡、第二電流鏡和第三電流鏡；

3、所述第一差分輸入對(duì)管與所述第二差分輸入對(duì)管的尺寸相同，所述第一差分輸入對(duì)管的受控端為所述運(yùn)算放大器的第一輸入端，所述第二差分輸入對(duì)管的受控端為所述運(yùn)算放大器的第二輸入端；

4、所述第一差分輸入對(duì)管的第一端連接所述第一電阻的第一端，所述第一電阻的第二端連接所述第二差分輸入對(duì)管的第一端，所述正溫度系數(shù)電流源的第一端接入電源電壓，所述正溫度系數(shù)電流源的第二端與第一公共節(jié)點(diǎn)連接，其中，所述第一公共節(jié)點(diǎn)為所述第一差分輸入對(duì)管的第一端和所述第一電阻的第一端之間連接的公共節(jié)點(diǎn)；

5、所述第一差分輸入對(duì)管的第二端連接所述第一電流鏡的輸入端；所述第二差分輸入對(duì)管的第二端連接所述第二電流鏡的輸入端；所述第三電流鏡的輸入端連接所述第一電流鏡的輸出端，所述第三電流鏡的輸出端連接所述第二電流鏡的輸出端，并且所述第三電流鏡的輸出端與所述第二電流鏡的輸出端之間連接的第二公共節(jié)點(diǎn)作為所述運(yùn)算放大器的輸出端。

6、本申請(qǐng)?zhí)峁┑倪\(yùn)算放大器可以通過在第一公共節(jié)點(diǎn)與第二差分輸入對(duì)管的第一端之間設(shè)置一個(gè)具有精確阻值的第一電阻，其輸入電壓具有失調(diào)電壓的特性，能夠在第三電阻兩端提供一個(gè)正比于負(fù)溫度系數(shù)電壓的正溫度系數(shù)失調(diào)電壓，有效抵消負(fù)溫度系數(shù)，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，最終提供一個(gè)電壓值精確的輸出基準(zhǔn)電壓，從而提高帶隙基準(zhǔn)電路的輸出基準(zhǔn)電壓的精度。可見，通過本方案能夠提高支路只有一個(gè)雙極型晶體管的帶隙基準(zhǔn)電路的輸出基準(zhǔn)電壓的精度。

7、結(jié)合第一方面，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述正溫度系數(shù)電流源包括第一pmos管、第二pmos管、第三pmos管、第一nmos管、第二nmos管、第一雙極型晶體管、第二雙極型晶體管和第二電阻；

8、所述第一pmos管的柵極和漏極相連并連接所述第二pmos管的柵極和所述第三pmos管的柵極；所述第一pmos管的源極、所述第二pmos管的源極、所述第三pmos管的源極作為所述正溫度系數(shù)電流源的第一端，用于接入所述電源電壓；所述第三pmos管的漏極作為所述正溫度系數(shù)電流源的第二端，用于輸出電流；

9、所述第一nmos管的漏極和柵極相連并連接所述第二pmos管的漏極和所述第二nmos管的柵極；所述第二nmos管的漏極連接所述第一pmos管的漏極；

10、所述第一雙極型晶體管的基極和集電極相連并連接所述第一nmos管的源極，所述第一雙極型晶體管的發(fā)射極連接所述第二電阻的第一端，所述第二電阻的第二端接地；

11、所述第二雙極型晶體管的基極和集電極相連并連接所述第二nmos管的源極，所述第二雙極型晶體管的發(fā)射極接地；

12、其中，所述第一雙極型晶體管與所述第二雙極型晶體管的發(fā)射結(jié)面積之比為k：1，k＞1。

13、結(jié)合第一方面和上述實(shí)現(xiàn)方式，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括：

14、電容，所述電容第一極板連接所述運(yùn)算放大器的輸出端，所述電容的第二極板接地。

15、結(jié)合第一方面和上述實(shí)現(xiàn)方式，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一nmos管的源極電壓和所述第二nmos管的源極電壓相等。

16、結(jié)合第一方面和上述實(shí)現(xiàn)方式，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一雙極型晶體管和所述第二雙極型晶體管為npn三極管。

17、第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種帶隙基準(zhǔn)電路，包括開關(guān)管、第三雙極性晶體管、第三電阻、第四電阻，以及如權(quán)利要求1至5任一所述的具有輸入失調(diào)電壓的運(yùn)算放大器；

18、所述第三雙極性晶體管的基極和集電極相連并連接所述第三電阻的第一端和所述運(yùn)算放大器的第一輸入端，所述第三雙極性晶體管的發(fā)射極接地；

19、所述第三電阻的第二端與所述第四電阻的第一端相連并連接所述運(yùn)算放大器的第二輸入端；

20、所述開關(guān)管的受控端連接所述運(yùn)算放大器的輸出端，所述開關(guān)管的第一端連接電源電壓，所述開關(guān)管的第二端與所述第四電阻的第二端相連并作為所述帶隙基準(zhǔn)電路的輸出端。

21、結(jié)合第二方面，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述開關(guān)管為pmos管；所述開關(guān)管的柵極連接所述運(yùn)算放大器的輸出端，所述開關(guān)管的源極連接所述電源電壓，所述開關(guān)管的漏極連接所述第四電阻的第二端；

22、所述運(yùn)算放大器的第一輸入端為反相輸入端，所述運(yùn)算放大器的第二輸入端為同相輸入端。

23、結(jié)合第二方面和上述實(shí)現(xiàn)方式，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述開關(guān)管為nmos管；所述開關(guān)管的柵極連接所述運(yùn)算放大器的輸出端，所述開關(guān)管的漏極連接所述電源電壓，所述開關(guān)管的源極連接所述第四電阻的第二端；

24、所述運(yùn)算放大器的第一輸入端為同相輸入端，所述運(yùn)算放大器的第二輸入端為反相輸入端。

25、結(jié)合第二方面和上述實(shí)現(xiàn)方式，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第三雙極性晶體管為npn三極管。

26、第三方面，本申請(qǐng)還提供了一種控制芯片，該控制芯片包括上述第二方面任一所述的帶隙基準(zhǔn)電路。

技術(shù)特征：

1.一種具有輸入失調(diào)電壓的運(yùn)算放大器，其特征在于，包括正溫度系數(shù)電流源(i1)、第一差分輸入對(duì)管(t1)、第二差分輸入對(duì)管(t2)、第一電阻(r1)、第一電流鏡(100)、第二電流鏡(200)和第三電流鏡(300)；

2.如權(quán)利要求1所述的具有輸入失調(diào)電壓的運(yùn)算放大器，其特征在于，所述正溫度系數(shù)電流源(i1)包括第一pmos管(mp1)、第二pmos管(mp2)、第三pmos管(mp3)、第一nmos管(mn1)、第二nmos管(mn2)、第一雙極型晶體管(q1)、第二雙極型晶體管(q2)和第二電阻(r2)；

3.如權(quán)利要求1所述的具有輸入失調(diào)電壓的運(yùn)算放大器，其特征在于，還包括：

4.如權(quán)利要求2所述的具有輸入失調(diào)電壓的運(yùn)算放大器，其特征在于，所述第一nmos管(mn1)的源極電壓和所述第二nmos管(mn2)的源極電壓相等。

5.如權(quán)利要求2所述的具有輸入失調(diào)電壓的運(yùn)算放大器，其特征在于，所述第一雙極型晶體管(q1)和所述第二雙極型晶體管(q2)為npn三極管。

6.一種帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于，包括開關(guān)管(400)、第三雙極性晶體管(q3)、第三電阻(r3)、第四電阻(r4)，以及如權(quán)利要求1至5任一所述的具有輸入失調(diào)電壓的運(yùn)算放大器；

7.如權(quán)利要求6所述的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于，所述開關(guān)管(400)為pmos管；所述開關(guān)管(400)的柵極連接所述運(yùn)算放大器的輸出端(j3)，所述開關(guān)管(400)的源極連接所述電源電壓，所述開關(guān)管(400)的漏極連接所述第四電阻(r4)的第二端；

8.如權(quán)利要求6所述的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于，所述開關(guān)管(400)為nmos管；所述開關(guān)管(400)的柵極連接所述運(yùn)算放大器的輸出端(j3)，所述開關(guān)管(400)的漏極連接所述電源電壓，所述開關(guān)管(400)的源極連接所述第四電阻(r4)的第二端；

9.如權(quán)利要求6所述的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于，所述第三雙極性晶體管(q3)為npn三極管。

10.一種控制芯片，其特征在于，包括如權(quán)利要求6至9任一所述的帶隙基準(zhǔn)電路。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N具有輸入失調(diào)電壓的運(yùn)算放大器、帶隙基準(zhǔn)電路及控制芯片；其中，運(yùn)算放大器包括正溫度系數(shù)電流源、第一、第二差分輸入對(duì)管、第一電阻、第一、第二和第三電流鏡；第一差分輸入對(duì)管的第一端連接第一電阻的第一端，第一電阻的第二端連接第二差分輸入對(duì)管的第一端，正溫度系數(shù)電流源的第一端接入電源電壓，第二端與第一差分輸入對(duì)管和第一電阻的第一公共節(jié)點(diǎn)連接；第一差分輸入對(duì)管的第二端連接第一電流鏡的輸入端；第二差分輸入對(duì)管的第二端連接第二電流鏡的輸入端；第三電流鏡的輸入端連接第一電流鏡的輸出端，輸出端連接第二電流鏡的輸出端。通過本申請(qǐng)能夠提高支路只有一個(gè)雙極型晶體管的帶隙基準(zhǔn)電路的輸出基準(zhǔn)電壓的精度。

技術(shù)研發(fā)人員：請(qǐng)求不公布姓名
受保護(hù)的技術(shù)使用者：拓爾微電子股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231226
技術(shù)公布日：2025/1/9