[发明专利]一种超低温漂的带隙基准电压源

说明书

本发明提供了一种超低温漂的带隙基准电压源，包括主基准源产生电路和高阶补偿电路，高阶补偿电路包括温度系数补偿电路和零温度产生电路，温度系数补偿电路与NPN晶体管Q1的发射极连接，用于获取NPN晶体管Q1的发射极流出的正温度系数电流，温度系数补偿电路包括NPN晶体管Q3，零温度产生电路连接在NPN晶体管Q3的发射极，用于在NPN晶体管Q3的发射极产生零温度电流，温度系数补偿电路的输出端与运放A1的输出端连接，用于采用正温度系数电流和零温度电流通过BE结的电压差，对主基准源产生电路的电压源进行补偿，以消除高阶电压项。本发明通过对原架构进行高阶温度补偿，可以得到超低温度漂移的基准电压。

技术领域

本公开涉及集成电路设计技术领域，尤其涉及一种超低温漂的带隙基准电压源。

背景技术

带隙基准电压源的原理就是利用BJT的BE结电压的负温度系数和不同电流密度下两个BE结电压差的正温度系数电压的相互补偿，使输出电压达很低的温度系数。

BE结电压差的正温度系数电压是一阶正温度系数，但是BE结电压的负温度系数不仅仅有一阶，还有跟工艺相关的高阶系数。传统技术能够将一阶温度系数全部补偿，但是剩下的高阶温度系数影响还在。基准源的性能直接决定了功能模块的性能优劣，低温漂是很多高精度系统中最重要的需求。在不同半导体工艺制程下，带隙电压源由于高阶温度系数的影响在全温度范围(-40到125度)可以达到5mV，甚至更高，换算成温度系数，可以达到40ppm/℃,这是无法应用于高精度系统中的。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种超低温漂的带隙基准电压源，将高阶温度补偿技术加入到传统的带隙基准电压源中，消除传统方案中不能消除的高阶温度项，得到较小的温度系数的基准电压。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种超低温漂的带隙基准电压源，包括主基准源产生电路，所述主基准源产生电路包括共用基极的NPN晶体管Q1和NPN晶体管Q2，连接在所述NPN晶体管Q2发射极的电阻R2，以及正输入端与所述NPN晶体管Q1集电极连接的运放A1，还包括高阶补偿电路，

所述高阶补偿电路包括温度系数补偿电路和零温度产生电路，所述温度系数补偿电路与所述NPN晶体管Q1的发射极连接，用于获取所述NPN晶体管Q1的发射极流出的正温度系数电流，所述温度系数补偿电路包括NPN晶体管Q3，所述零温度产生电路连接在所述NPN晶体管Q3的发射极，用于在所述NPN晶体管Q3的发射极产生零温度电流，所述温度系数补偿电路的输出端与所述主基准源产生电路的所述运放A1的输出端连接，用于将所述正温度系数电流和所述零温度电流通过BE结的电压差，乘以工艺温漂系数补偿到所述主基准源产生电路的电压源内，以消除高阶电压项。

进一步地，所述温度系数补偿电路还包括电阻R3，所述电阻R3的一端与所述NPN晶体管Q1的发射极连接，另一端与所述NPN晶体管Q3的发射极连接。

进一步地，所述温度系数补偿电路还包括缓冲器，所述缓冲器连接在所述电阻R3与所述NPN晶体管Q3的发射极之间，用于阻隔流入或流出所述电阻R3的电流影响所述NPN晶体管Q3发射极电流的温度漂移。

进一步地，所述缓冲器采用运放A2，所述运放A2的输出端和负输入端相连接，且连接所述电阻R3，所述运放A2的正输入端连接所述NPN晶体管Q3的发射极。

进一步地，所述零温度产生电路包括，由运放A3、晶体管MP0和电阻R4组成的负反馈电路，所述运放A3的正输入端接所述主基准源产生电路，输出端连接所述晶体管MP0的栅极，所述晶体管MP0的漏极与所述电阻R4连接。

进一步地，所述零温度产生电路还包括，由所述晶体管MP0和晶体管MP1组成的电流镜，以及晶体管MN0和晶体管MN1组成的电流镜，所述晶体管MP1与所述晶体管MN1连接，所述晶体管MN0连接所述NPN晶体管Q3，用于将通过所述电阻R4产生的零温度电流镜像到所述NPN晶体管Q3的发射极。