[实用新型]一种高精度指数型温度补偿CMOS带隙基准电路

说明书

本实用新型公开了一种高精度指数型温度补偿CMOS带隙基准电路，包括三个PMOS管、三个PNP型三极管、五个电阻和一个四输入运算放大器。本实用新型提供的电路所产生的基准电压在传统的一阶温度补偿的基础上添加了与三极管电流放大系数β相关的指数型温度补偿项，不同于一阶温度补偿及二阶曲率补偿，从而得到了更高精度的基准电压。

技术领域

本实用新型属于带隙基准设计技术领域，具体涉及一种高精度指数型温度补偿CMOS带隙基准电路。

背景技术

基准电压源是CMOS集成电路中非常重要的单元模块电路，可提供高精度高稳定度的基准电压，被广泛应用于各种模拟和数字系统中，随着移动通信技术的不断发展，对基准电压源模块的要求越来越高。关于CMOS基准电压源的设计，基本都是基于带隙基准源技术。

到目前为止有很多高精度CMOS带隙基准的实现方式，比较通用的是一阶温度补偿基准(如图1所示)和二阶曲率补偿基准(如图2所示)，一阶温度补偿基准的精度不够高，二阶曲率补偿基准的温度补偿温度性不够好，经常需要通过修调才能得到较好的温度特性。

CMOS工艺中通常使用寄生纵向PNP管来产生基准电压，但是纵向PNP管的电流增益很小(通常小于10)，并且其集电极必须接地，不能像其他工艺中的NPN管可以灵活地使用，以上缺点严重地限制了CMOS工艺中带隙基准的精度。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的高精度指数型温度补偿带隙基准电路解决了现有的带隙基准的精度不够高且温度补偿稳定性不好的问题。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：一种高精度指数型温度补偿CMOS带隙基准电路，包括三个PMOS管、三个PNP型三极管、五个电阻和一个四输入运算放大器；

其中，PMOS管M1、PMOS管M2和PMOS管M3的漏极均与电源连接，其栅极均与四输入运算放大器U1的输出端连接，PMOS管M1的源极通过电阻R2与四输入运算放大器U1的第一反相输入端INN1和第二反相输入端INN2连接，PMOS管M2的源极通过电阻R5与四输入运算放大器U1的第一同相输入端INP1连接，PMOS管M3的源极与四输入运算放大器U1的第二同相输入端INP2连接；

三极管Q1的发射极与四输入运算放大器U1的第一反相输入端INN1和第二反相输入端INN2连接，其基极和集电极接地；

三极管Q2的发射极通过电阻R1与四输入运算放大器U1的第一同相输入端INP1连接，其基极和集电极接地；

三极管Q3的发射极与四输入运算放大器U1的第二同相输入端INP2连接，三极管Q3的发射极还通过电阻R3与其基极连接，其基极通过电阻R4与其集电极连接，且其集电极接地。

进一步地，所述电阻R2和电阻R5的阻值相同。

进一步地，所述电阻R2与PMOS管M1的源极连接的一端的电压作为基准电压VREF。

进一步地，所述四输入运算放大器内部包括12个PMOS管；

其中，PMOS管M13的漏极、PMOS管M14的漏极、PMOS管M11的漏极和PMOS管M12的漏极均与电源VDD连接，PMOS管M13的栅极与PMOS管M14的栅极连接，PMOS管M11的源极分别与PMOS管M12的栅极和PMOS管M11的栅极连接；

PMOS管M13的源极分别与PMOS管M15的漏极和PMOS管M16的漏极连接，PMOS管M14的源极分别与PMOS管M5的漏极和PMOS管M6的漏极连接；