[发明专利]电压基准电路

说明书

技术领域

本公开内容涉及一种用于产生电压基准的方法和装置。更具体地，本公开内容涉及被配置为提供输出信号的方法和电路，所述输出信号组合绝对温度分量的比例量和绝对温度分量的互补，以产生不依赖于温度的稳定输出。

背景技术

公知的是温度影响电路的性能，以及重要的是提供提供了不依赖于温度波动的输出，即电压基准，的电路。应该理解，电压基准可以被转换为电流基准，对于如下解释，将参照描述本教导以在电路的输出端提供电压基准，但是应当理解，本教导应被解释为不限于这样的电压基准。

在提供电压基准的情况下，已知的是使用带隙型的电压基准，其基于具有相反和平衡温度系数(TCS)的两个电压分量的总和。通常，第一电压部分涉及双极型晶体管的基极-发射极电压，其本身具有互补于绝对温度的形式，表示为CTAT电压。第二电压部分从在不同的集电极电流密度操作的两个双极晶体管的基极-发射极电压差获得，ΔVBE。该电压正比于绝对温度并被表示为PTAT电压。很经常的，基极-发射极电压差反映在产生相应PTAT电流的电阻器上。使用相同类型(相同TC)的第二电阻器，基极-发射极电压差被增益到所期望的水平，以平衡CTAT电压分量。

真正的电压基准受到许多错误影响，诸如温度漂移和温度系数(TC)。响应相对于操作温度的该变化可被认为是第一阶变化，但所得的误差也可能具有高阶误差分量的贡献。该高阶错误可能由抛物线或二阶形式与绝对温度得到很好的近似。为了补偿这些误差，总是需要一种微调电路和方法以保证目标规格独立于电路如何设计或它的体系结构。

总之，持续需要可提供精确的基准电路的电路。

发明内容

这些和其它问题通过根据本发明教导提供的电压基准电路解决。通过明智地组合电路元件，也能够在电路的输出节点产生与温度无关的电压或电流。电路元件包括第一组组件，其被相对彼此配置以提供形式成正比于绝对温度的输出，PTAT。理想地，该第一组组件包含双极晶体管，以及组件被配置成在两个双极晶体管的基极发射极电压生成正比于差分的信号，ΔV_BE。

第二组组件被耦合到该第一组组件。第二组组件可操作地提供在形式互补于绝对温度的输出，CTAT。

本教导提供用于以方式耦合第一组和第二组组件，从而在单一温度微调所述第二组部件可用于补偿由工艺参数和失配引入的误差。当第一组电路元件产生自引用的输出时，该PTAT由内部电路部件的比率产生，这种单一微调步骤足以在电路的输出提供第一阶温度不敏感的电压基准。

附图说明

通过举例的方式，现在将参考附图描述提供其以协助本教导的理解的实施例，其中：

图1a是表示根据本发明教导提供的示例性电路的组件的示意图；

图1b是表示根据本发明教导提供的示例性电路的组件的示意图；

图1c是表示根据本发明教导提供的示例性电路的组件的示意图；

图2a是表示按照本发明教导经配置以产生PTAT输出的电路部件的细节的示意图；

图2b是表示按照本发明教导经配置以产生PTAT输出的电路部件的细节的示意图；

图3是表示按照本发明教导经配置以产生CTAT输出的电路部件的细节的示意图；

图4是表示按照本发明教导电路组件可以如何被组合以提供曲率校正单元的示意图；

图5是表示在根据本发明教导提供的电路中可有效使用的电路元件的示意图；

图6是多个PTAT单元可以如何彼此相对堆叠以增加对根据本教导提供的电路的PTAT贡献的示例性图示；和

图7a和图7b是示出根据本发明教导提供的电路的仿真数据。

具体实施方式

本教导提供一种组合第一组电路元件的输出和第二组电路元件的输出的基准电路。第一组电路元件提供成正比于绝对温度的至少一个比例数PTAT，被配置为产生电压的电路依赖于温度并具体会随环境温度升高增加。第二组电路元件提供绝对温度的至少一个互补CTAT，被配置为生成电压的单元是温度依赖的并具体地会随环境温度升高降低。通过组合第一和第二组电路元件的PTAT和CTAT电压，电路的整体输出可以提供不具有温度敏感，也就是说，它既不增加也不降低环境温度的变化。以这种方式，电路提供电压基准。