[发明专利]基于高准确度齐纳的电压参考电路

说明书

公开一种电压参考电路，包括：电源端；接地端；第一电流源和齐纳二极管，其串联连接在所述电源端与所述接地端之间，在其间具有第一节点，且被配置成在所述第一节点处供应齐纳电压；输出节点，其被配置成提供电压参考；以及CTAT电路，其连接在所述第一节点与所述输出节点之间；其中所述CTAT电路包括：两个双极晶体管，所述两个双极晶体管使其相应的发射极在第二节点处连接，且被配置成在操作中具有相等的集电极‑发射极电流，第一双极晶体管的基极连接到所述第一节点，第二双极晶体管的基极连接到第一分压器的中心节点；并且其中所述第一分压器连接在所述第二双极晶体管的所述发射极与所述输出节点之间。

技术领域

本公开涉及电压参考电路，且具体地说，涉及基于温度补偿齐纳(Zener)的电压参考电路。

背景技术

对于许多电子应用，有必要提供准确、已知、固定的参考电压。此类参考电压的要求取决于应用的类型。举例来说，电池管理系统(BMS)产品通常需要对环境或工作温度的变化相对不敏感并在通常以年为单位测量的长时间段内保持稳定的参考电压。也就是说，参考电压必须具有低漂移。例如，漂移可能由组件的老化或由IC封装上的应力引起。

常规地，使用带隙电路来提供已知参考电压。然而，对于长期漂移为关键性能要求的例如BMS产品等应用，基于齐纳二极管的参考电压电路是有吸引力的替代方案。齐纳二极管两端的电压仅随着穿过二极管的电流而缓慢变化，且因此二极管可形成准确参考电压的基础。然而，齐纳二极管通常具有正温度系数(TC)，也就是说，对于固定电流，二极管两端的电压随着温度升高而增加，且因此需要通过添加与绝对温度互补(CTAT)的电路来进行温度补偿。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供一种电压参考电路，包括：电源端，所述电源端被配置成连接到电源电压；接地端，所述接地端被配置成连接到接地电压；第一电流源和齐纳二极管，所述第一电流源和所述齐纳二极管串联连接在所述电源端与所述接地端之间，在其间具有第一节点，且被配置成在所述第一节点处供应齐纳电压(Vz)；输出节点(Vref_hv)，所述输出节点被配置成提供电压参考(Vref_hv，Vref)；以及与绝对温度互补CTAT电路，所述CTAT电路连接在所述第一节点与所述输出节点之间；其中所述CTAT电路包括：第一双极晶体管(Q1)和第二双极晶体管(Q2)，所述第一双极晶体管和所述第二双极晶体管各自具有基极、集电极和发射极，使其相应的发射极在第二节点(Vs)处连接，且被配置成在操作中具有相等的集电极-发射极电流，其中所述第一双极晶体管的所述基极连接到所述第一节点，且所述第二双极晶体管的所述基极连接到第一分压器的中心节点，并且其中所述第一分压器由连接在所述输出节点(Vref_hv)与所述中心节点之间的第一电阻和连接在所述中心节点与所述第二双极晶体管的所述发射极之间的第二电阻组成。

因此，通过提供被布置成承载相同或几乎相同的电流的一对双极晶体管，其基射极间电压可由此准确地匹配，这可提高齐纳二极管电压的正温度系数消除的准确度。此外，由于晶体管未相对于接地电压堆叠或部分堆叠，因此用于适当操作的电源端所需最小电源电压可低于已知电路中的最小电源电压。

在一个或多个实施例中，所述CTAT电路另外包括第二电流源(I_BIAS_hs)，所述第二电流源连接在所述第一双极晶体管的所述集电极与电源节点之间，且被配置成向所述第一双极晶体管提供偏置电流。

在一个或多个实施例中，所述CTAT电路另外包括FET，所述FET具有连接在所述第二双极晶体管的所述集电极与所述电源节点之间的主端，以及连接到所述第一双极晶体管的所述集电极的控制端，且被配置成匹配穿过所述第一双极晶体管和所述第二双极晶体管的所述集电极-发射极电流。此布置可提供确保匹配电流的特别简单的方法。