[发明专利]一种带隙基准电压源电路及带隙基准电压源

说明书

本发明公开一种带隙基准电压源电路及带隙基准电压源，包括：启动电路用于启动基准电压源；偏置电流源电路通过在亚阈值区的场效应晶体管的栅源电压差控制在线性区的场效应晶体管的电阻，并根据工作在线性区的场效应晶体管的漏源电压和电阻得到偏置电流；低阈值源跟随电路通过控制运算放大器的输出阻抗控制环路增益；带隙基准核心电路根据双极型晶体管在负温度系数的基极‑发射极电压和正温度系数的基极‑发射极电压，得到基准电压；曲率补偿电路产生与温度系数呈反比的补偿电流，以对基准电压进行曲率补偿。获得低功耗高性能高精度的带隙基准电压源。

技术领域

本发明涉及开关电源电路设计技术领域，特别是涉及一种带隙基准电压源电路及带隙基准电压源。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着当前电子电路技术和物联网系统的发展，基准电压源电路应用也越来越广泛。基准电压源电路是物联网系统中集成电路的重要电路之一，为整个系统提供稳定的电流或电压。然而，传统的带隙基准电压源仅对温度特性曲线进行一阶补偿，难以满足现代高精度系统的要求。

为了得到高精度和低温漂的基准电压源，需要进行高阶补偿；而且，传统的基准电压源电路结构中都使用了无源电阻元件和双极结型晶体管BJT，这样的方法极大的增加了集成电路面积，同时过大的面积造成更多的功率损耗和材料的浪费，降低电路性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种带隙基准电压源电路及带隙基准电压源，利用PN结的反向饱和电流随温度敏感变化的特性，通过曲率补偿降低电路输出电压的温度系数，以补偿基准电压；结合低阈值源跟随电路降低运算放大器的输出阻抗，减少环路增益，获得低功耗高性能高精度的带隙基准电压源。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种带隙基准电压源电路，包括：依次连接的启动电路、偏置电流源电路、低阈值源跟随电路、带隙基准核心电路、曲率补偿电路和基准电压输出电路；

所述启动电路，用于上电后启动基准电压源；

所述偏置电流源电路，用于通过工作在亚阈值区的场效应晶体管的栅源电压差控制工作在线性区的场效应晶体管的电阻，并根据工作在线性区的场效应晶体管的漏源电压和电阻得到偏置电流；

所述低阈值源跟随电路，用于接收偏置电流，以通过控制带隙基准核心电路中运算放大器的输出阻抗控制环路增益；

所述带隙基准核心电路，用于接收偏置电流，并根据双极型晶体管在负温度系数的基极-发射极电压和正温度系数的基极-发射极电压，得到基准电压；

所述曲率补偿电路，用于产生与温度系数呈反比的补偿电流，根据补偿电流对基准电压进行曲率补偿；

所述基准电压输出电路，用于输出补偿后的基准电压。

作为可选择的实施方式，所述启动电路包括：第一场效应晶体管M1、第十七场效应晶体管M17、第二十二场效应晶体管M22和第二十四场效应晶体管M24；第一场效应晶体管M1的源极连接电源，第一场效应晶体管M1的漏极连接第十七场效应晶体管M17的源极，第十七场效应晶体管M17的漏极连接第二十四场效应晶体管M24的漏极，第二十四场效应晶体管M24的源极接地，第二十四场效应晶体管M24的栅极连接基准输出电压，第十七场效应晶体管M17的漏极连接第十七场效应晶体管M17的栅极，且连接第二十二场效应晶体管M22的栅极。

作为可选择的实施方式，处于零电流状态时，第二十二场效应晶体管M22的栅极处于高电位，第二十二场效应晶体管M22导通，并产生电流以启动电流镜，输出电压使得第二十四场效应晶体管M24导通，第二十二场效应晶体管M22截止，实现基准电压源的启动。