[发明专利]电压基准电路

说明书

技术领域

本发明涉及电路技术，尤其涉及一种电压基准电路。

背景技术

在集成电路系统中，电压基准电路是一个常见且重要的电路模块，它的精度、温度系数、电源电压抑制比等特性都是电路的重要性能指标。

电压基准电路可以通过很多种电路结构来实现，最常见的是带隙基准电路（bandgap电路）。bandgap电路的电路结构也有很多种，图1所示为一种常见的bandgap电路结构，主要由三极管Q1、Q2，电阻R1、R2、R3，以及运算放大器A1构成，各器件之间的连接关系如图1所示。bandgap电路的优点是能提供较精准的基准电压，并且基准电压随温度、电源电压、工艺角等的变化都非常小，使得它可以作为理想的基准电压源，广泛应用于很多高性能系统中。

但是，在bandgap电路中，为提供较为精准的基准电压，往往都要采用运算放大器及多个三极管器件，这使得bandgap电路的面积和功耗都较大。

发明内容

本发明提供一种电压基准电路，用以降低电压基准电路的面积和功耗。

本发明一方面提供一种电压基准电路，包括电流镜像电路、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第一电阻、第二电阻和三极管；

所述电流镜像电路的供电端与电源连接，所述电流镜像电路的输入端与所述第一场效应管的漏极连接，所述电流镜像电路的第一输出端与所述第二场效应管的漏极连接，所述电流镜像电路的第二输出端通过所述第一电阻与所述三极管的输入端连接，所述三极管的基极和集电极连接；

所述第一场效应管的栅极与所述第二场效应管的漏极连接，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的栅极连接，并通过所述第二电阻与所述第三场效应管的漏极连接；所述第二场效应管的源极与地连接；所述第三场效应管的栅极与所述第三场效应管的漏极连接，所述第三场效应管的源极与所述地连接；所述三极管的输出端与所述地连接；

所述第二场效应管的电流密度大于所述第三场效应管的电流密度；

所述电流镜像电路的第二输出端输出的第一电流的大小与所述输入端输出的基准电流的大小满足预设的第一比例关系；

所述三极管与所述第一电阻构成所述电压基准电路的输出端，用于输出基准电压。

本发明另一方面提供一种电压基准电路，包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第一电流镜像电路、第二电流镜像电路、第一电阻、第二电阻和三极管；

所述第一场效应管的源极、所述第二场效应管的源极和所述第一电流镜像电路的供电端分别与电源连接；所述第二场效应管的漏极通过所述第一电阻分别与所述第一场效应管的栅极和所述第三场效应管的源极连接，所述第二场效应管的栅极和所述第二场效应管的漏极连接；所述第三场效应管的栅极与所述第一场效应管的漏极连接；

所述第一场效应管的漏极、所述第三场效应管的漏极和所述第一电流镜像电路的输入端分别与所述第二电流镜像电路的第一输出端、所述第二电流镜像电路的输入端和所述第二电流镜像电路的第二输出端连接，所述第二电流镜像电路的供电端与地连接；

所述第一电流镜像电路的输出端通过所述第二电阻与所述三极管的输入端连接，所述三极管的输出端与所述地连接，所述三极管的基极和所述三极管的集电极连接；

所述第二场效应管的电流密度小于所述第一场效应管的电流密度；

所述第二电流镜像电路的第二输出端输入的第一电流的大小与所述第二电流镜像电路的输入端输入的基准电流的大小相等；所述第一电流镜像电路的输出端输出的第二电流的大小与所述第一电流镜像电路的输入端输出的所述第一电流的大小满足预设的第一比例关系；

所述三极管与所述第二电阻构成所述电压基准电路的输出端，用于输出基准电压。

上述技术方案中的一种电压基准电路，利用电流镜像电路控制电压基准电路中各支路的电流之间的比例关系，通过选用适当的场效应管，利用场效应管之间的栅源电压差的正温度特性，补偿三极管由于负温度特性而变化的电压，从而在电压基准电路的输出端，获得精准的基准电压；另外，由于该电压基准电路中不需要使用运算放大器，且仅使用了一个三极管，克服了现有技术中电压基准电路在保证基准电压精度的同时，电路面积和功耗较大的问题，达到了利用较小的芯片面积、较低的功耗实现较高的精度的基准电压。