[发明专利]一种超高精度的带隙基准源电路

说明书

技术领域

本发明提出了一种超高精度的带隙基准源电路，归属于微电子学和传感技术等领域。

背景技术

带隙基准源作为精密电路系统的电源，参考电压等部分，其精度对系统的稳定性有着重要作用；为提高带隙基准源的精度，人们提出了多种对带隙基准源温度特性曲线进行曲率补偿的技术，但是仍然很难满足高精度的应用要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种超高精度的带隙基准源电路，该电路在高阶非线性补偿的基础上，采用乘数修调补偿技术和5段分段补偿技术，以克服现有技术的不足。

为了达到上述目的，本发明提出了一种超高精度的带隙基准源电路，其特征在于以高阶非线性补偿后得到的类正弦温度特性曲线为基础，采用本发明提出的利用电阻温度特性实现的乘数修调补偿技术和5段分段补偿技术，对带隙基准源进行曲率补偿，以得到超高精度的带隙基准源。

所述的一种超高精度的带隙基准源电路，其特征在于采用的乘数修调补偿技术是利用电阻的温度特性实现，并且该技术的实现无需增加额外电路；本发明中乘数修调补偿技术的实现电路包括第一差分运算放大器A1，第二差分运算放大器A2，第一双极型晶体管Q1，第二双极型晶体管Q2，第三双极型晶体管Q3，第一场效应晶体管P1，第二场效应晶体管P2，第三场效应晶体管P3，第四场效应晶体管P4，第五场效应晶体管P5，第六场效应晶体管P6，第七场效应晶体管P7，第八场效应晶体管P8，第九场效应晶体管P9，第十场效应晶体管P10，第十一场效应晶体管P11，第十二场效应晶体管P12，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7；上述电路组成部分组成高阶非线性补偿电路，并得到具有类正弦温度特性曲线的带隙基准源；本发明在由高阶非线性补偿后得到的类正弦温度特性的基础上，降低第四电阻R4和第五电阻R5的阻值，使基准电压的温度特性曲线的拐点向左偏移，适当降低第一电阻R1的值，使得基准电压的温度特性曲线随温度上升而逐渐升高，如此使得基准电压在低温部分精度大幅度提高，高温部分精度降低，记此时的基准电压为Vref1，其值与第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5以及第六电阻R6之间的比值相关；本发明中所用电阻均采用P型高值电阻，且所有电阻均由具有相同电阻值的多个分立电阻串联构成，其中，构成第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4以及第五电阻R5的分立电阻阻值相同，使得第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4以及第五电阻R5之间比值的温度系数接近于0；构成第六电阻R6的分立电阻阻值小于构成第二电阻R2的分立电阻阻值，使第六电阻R6与第二电阻R2的比值随温度增加而递减，记乘数修调补偿后基准电压为Vref,则Vref约等于Vref1乘以[1-TC(R6/R2)]，其中TC(R6/R2)是第六电阻R6与第二电阻R2比值的温度系数，即可实现将Vref1与一个最大值为1，且其值随温度升高而递减的乘数修调曲线相乘，在保持低温区域基准精度的同时，大幅度改善高温区域基准精度，从而大幅度提高带隙基准源的整体精度。

所述的一种超高精度的带隙基准源电路，其特征在于利用电阻的温度特性实现乘数修调补偿。电阻比值的温度系数受分别构成其分子与分母的电阻的分立电阻阻值影响，当构成分子上电阻的分立电阻阻值小于构成分母上电阻的分立电阻阻值时，电阻比值的温度特性曲线随温度升高而下降，且分母相同时，比值越小，温度漂移越大；当比值一定时，分子与分母上的分立电阻阻值越小，温度漂移越大，阻值减小一半，温度漂移大约增加一倍；当构成分子上电阻的分立电阻阻值大于构成分母上电阻的分立电阻阻值时，电阻比值的温度特性曲线随温度升高而上升；当构成分子上电阻的分立电阻阻值等于构成分母上电阻的分立电阻时，电阻比值的温度漂移接近于0。

所述的一种超高精度的带隙基准源电路，其特征在于利用乘数修调补偿技术大幅度提高带隙基准源精度的基础上，结合5段分段补偿技术，得到超高精度的温度特性曲线。

本发明具有的优点在于高效通用；可大幅度提高带隙基准源的精度；可保证整体系统的稳定性。

附图说明

图1是本发明提出的一种超高精度的带隙基准源电路的基本结构电路图；

图2是本发明所用的乘数修调补偿原理图；

图3是本发明提出的一种超高精度的带隙基准源电路中的5段分段补偿电路；

图4是本发明所用的5段分段补偿原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式；