[发明专利]一种产生高精度二阶温度系数补偿电流的方法及电路

说明书

本发明提出了一种产生高精度二阶温度系数补偿电流的方法及电路，其中，通过V型一阶温漂电流生成电路产生V型一阶温漂电流，所述电路包括：电流镜PM1/PM2，开关S2、S3，NMOS管NM1、NM2、NM3，电流源Isubgt;BG/subgt;、电流源Isubgt;PTAT/subgt;、电流源Isubgt;S1/subgt;，三极管Q7、Q8，迟滞比较器COMP。还包括一种使V型一阶温漂电流Isubgt;V/subgt;生成二阶温漂系数补偿电流的电路产生高精度二阶温度系数补偿电流，所述电路包括：PMOS管PM3、PM4，NMOS管NM4、NM5、NM6，电流源Iv、电流源Isubgt;BG/subgt;、电流源Isubgt;S2/subgt;、电流源Isubgt;S3/subgt;，三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。实现了对传感器或电压基准或电流基准二阶温漂的精确补偿。

技术领域

本发明属于带隙基准设计技术领域，主要涉及一种产生高精度二阶温度系数补偿电流的方法及电路。

背景技术

在现代高性能电子系统应用中，对传感器温漂非线性、参考电压基准温漂、激励电流基准温漂性能要求越来越高，这些模块温漂以一阶温漂和二阶温漂为主，想要获得低温漂性能，就需要补偿掉模块中的一阶和二阶温漂。一阶温漂通常利用热电压V_T(kT/q)进行相应转换补偿。而二阶温漂补偿是实现高性能电子系统的关键，尤其在工业控制领域更为突出，现有的二阶温漂补偿方法主要有三种：一是采用分段补偿，二是采用绝对温度平方量T²进行多项式补偿，三是采用吉尔伯特四象限乘法器产生二阶温漂分量实现二阶补偿。这些方案电路复杂，实现代价较大，误差源也较多，随工艺温漂等因素影响(PVT)导致离散性大，不易批量校准，且线性范围较小，不适合高性能电子系统。

具体的，现有技术采用分段补偿，需要内置温度传感器，以及数字控制修调算法，电路复杂，硬件开销大，成本较高。采用绝对温度平方量T²的多项式补偿，其中T²存在温度的一阶和二阶成分，二阶温漂修调会影响一阶温漂修调，且一阶、二阶系数对电路误差源较敏感，导致离散度大，不易批量修调补偿。采吉尔伯特四象限乘法器方案，如图1所示，要确保电路功能正确，乘法器的两个差分输入信号V_A和V_B幅度较小，即线性范围有限，BJT器件有限的电流增益β会影响乘法器性能，且需要匹配的器件较多，会恶化输出信号的离散性，不利于批量修调校准。

发明内容

为了解决现有技术中二阶温漂补偿方法电路复杂、离散性大、不易批量校准、线性范围小，进而不能在降低电路复杂度的同时实现高精度二阶温漂系数补偿电流输出、不适合高性能电子系统的问题，本发明提供了一种产生高精度二阶温度系数补偿电流的方法及电路，在降低电路复杂度的同时减少误差源，生成二阶温漂系数补偿电流的电路可克服BJT的有限电流增益β对补偿电流的影响，提升二阶温漂系数补偿电流输出的精度，实现对电子系统中各种传感器、电压基准、电流基准二阶温漂的精确补偿，提升批量校准精度、效率和达标率。

具体方案如下所述：

一种V型一阶温漂电流生成电路，包括：

电流镜PM1/PM2：由PMOS管PM1和PMOS管PM2构成共源共栅结构一起构成电流镜，所述PMOS管PM1和PMOS管PM2的源极连接并接到电源VDD；

开关S2、S3：所述开关S2与S3并接后与PMOS管PM1的漏极和PMOS管PM1、PM2的栅极连接；

NMOS管NM1、NM2、NM3：所述NMOS管NM1的漏极与电源VDD连接，源极与电流源I_S1、三极管Q7、Q8的基极连接并形成节点VQ，栅极与开关S1和三极管Q7的集电极连接；所述NMOS管NM2的漏极与开关S2连接，源极与电流源I_BG、电流源I_PTAT和迟滞比较器COMP正输入端连接并形成节点VX；所述NMOS管NM3的漏极与开关S3连接，源极与三极管Q8的集电极连接；