一种带有波浪型分段温度补偿的低压带隙基准电路的制作方法

本发明属于集成电路领域，具体涉及一种带有波浪型分段温度补偿的低压带隙基准电路。

背景技术：

1、低压带隙基准电路广泛应用于adc、pwm控制器、振荡器、运放及pll等模拟和混合集成电路设计中，典型的低压带隙基准结构如附图1所示。通常利用具有相反温度系数的量进行适当加权，得到与温度关系很小的电压，一般使用bjt来产生。q1与q2两个npn管构成基准核，其发射极面积之比为8:1，可形成正温电流ir2，并且vbe是具备负温度特性的电压，流过r1的电流为负温电流ir1，两个具有相反温度系数的电流相加为流过mos管p3的电流ip3，通过调整电阻r1、r2的比例来实现低温漂的基准电压，调整r1、r4的电阻实现不同输出电压，实现相对低温漂的低压带隙基准。

2、但是传统低压带隙基准电路忽略了ir1、ir2的高阶温度系数，而ir1、ir2与温度的关系并不是简单的一阶关系。传统低压带隙基准结构虽然可以实现较低的温漂，但由于高阶温度系数的存在，在更宽的温度范围内，温度系数会很大，难以满足不同的场景下应用。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出一种带有波浪型分段温度补偿的低压带隙基准电路，包括：低压带隙基准产生电路、分段温度补偿电路；

2、通过在所述低压带隙基准产生电路的低压带隙基准电压输出端引入所述分段温度补偿电路，用于在低压带隙基准的高低温度段分别产生温度补偿，使电路基准输出在全温范围内呈现波浪型状，实现低压带隙基准电路温度特性的优化。

3、优选的，所述低压带隙基准产生电路包括：三极管q1-2、电阻r1-4、pmos管p1-3以及误差运放器a1；

4、所述三极管q1的基极和集电极连接并与所述电阻r2的一端连接，其发射极与所述电阻r1、r3、r4的一端、三极管q2的发射极连接，并连接所述分段温度补偿电路和外接地端gnd；

5、所述三极管q2的基极和集电极连接并与所述电阻r3的另一端、所述误差运放器a1的反相输入端以及所述pmos管p2的漏极连接；

6、所述电阻r2的另一端与所述电阻r1的另一端、所述误差运放器a1的同相输入端以及所述pmos管p1的漏极连接；

7、所述误差运放器a1的输出端与所述pmos管p1、p2、p3的栅极连接；

8、所述pmos管p1、p2、p3的源极相连接并外接源电压vdd；

9、所述pmos管p3的漏极与所述电阻r4的另一端连接，并连接所述分段温度补偿电路作为整体电路输出端，输出低压带隙基准电压。

10、优选的，所述分段温度补偿电路包括：pmos管p4-13和nmos管n1-12；

11、所述nmos管n1的源极与所述nmos管n2、n3、n4、n5、n6、n7、n8、n8、n9、n10、n11、n12的源极连接，其栅极与nmos管n2的栅极连接，其漏极输出低温端补偿电流与所述低压带隙基准产生电路连接；

12、所述nmos管n2的栅极还与其自身的漏极和所述pmos管p4的漏极连接；

13、所述nmos管n3的栅极与所述nmos管n4的栅极连接，其漏极输出高温端补偿电流与所述低压带隙基准产生电路连接；

14、所述nmos管n4的栅极还与其自身的漏极和所述pmos管p6的漏极连接；

15、所述nmos管n5的栅极与所述nmos管n6的栅极连接，其漏极与所述pmos管p7的漏极和栅极、p8的漏极连接；

16、所述nmos管n6的栅极还与其自身的漏极和所述pmos管p9的漏极连接；

17、所述nmos管n7的栅极与所述nmos管n8、n9的栅极连接，其漏极与所述pmos管p10的栅极和漏极连接；

18、所述nmos管n8的漏极与所述pmos管p5的栅极和漏极、p11的漏极连接；

19、所述nmos管n9的栅极与其自身的漏极和第一电源ictat连接；

20、所述nmos管n10的栅极和所述nmos管n11、n12的栅极连接，其漏极与所述pmos管p12的栅极和漏极连接；

21、所述nmos管n11的漏极与所述pmos管p13的栅极和漏极连接；

22、所述nmos管n12的栅极还与其自身的漏极和第二电源iptat连接；

23、所述pmos管p4的源极与所述pmos管p5、p6、p7、p8、p9、p10、p11、p12、p13的源极连接并外接源电压vdd，其栅极与所述pmos管p5的栅极连接；

24、所述pmos管p6的栅极与所述pmos管p7的栅极连接；

25、所述pmos管p8的栅极与所述pmos管p10的栅极连接；

26、所述pmos管p9的栅极与所述pmos管p13的栅极连接；

27、所述pmos管p11的栅极与所述pmos管p12的栅极连接。

28、进一步的，所述分段温度补偿电路通过对流过pmos管p5的电流i4与所述第一电源ictat与所述第二电源iptat比较，当所述第一电源ictat电流随温度逐渐减小后，所述第二电源iptat呈相反的趋势变化，当温度到达一定温度点后，流过pmos管p5的电流为0；同理，当温度低于一定温度点后，流过pmos管p7的电流i3为0，故产生高温补偿电流i3及低温补偿电流i4。

29、进一步的，高温补偿电流i3及低温补偿电流i4，包括：

30、i3＝iptat-ictat

31、i4＝ictat-iptat

32、其中，i3表示高温补偿电流，i4表示低温补偿电流，iptat表示第二电源iptat输出电流，ictat表示第一电源ictat输出电流。

33、本发明的有益效果：

34、本发明通过在高温端和低温端分别引入温度补偿，从而提高基准电压温度特性，获得相比传统结构更低温漂的低压带隙基准电路，可广泛用于数模转换器或线性稳压器等对基准电压有较高温度系数要求电路中。

技术特征：

1.一种带有波浪型分段温度补偿的低压带隙基准电路，其特征在于，包括：低压带隙基准产生电路、分段温度补偿电路；

2.根据权利要求1所述的一种带有波浪型分段温度补偿的低压带隙基准电路，其特征在于，所述低压带隙基准产生电路包括：三极管q1-2、电阻r1-4、pmos管p1-3以及误差运放器a1；

3.根据权利要求1所述的一种带有波浪型分段温度补偿的低压带隙基准电路，其特征在于，所述分段温度补偿电路包括：pmos管p4-13和nmos管n1-12；

4.根据权利要求3所述的一种带有波浪型分段温度补偿的低压带隙基准电路，其特征在于，所述分段温度补偿电路通过对流过pmos管p5的电流i4与所述第一电源ictat与所述第二电源iptat比较，当所述第一电源ictat电流随温度逐渐减小后，所述第二电源iptat呈相反的趋势变化，当温度到达一定温度点后，流过pmos管p5的电流为0；同理，当温度低于一定温度点后，流过pmos管p7的电流i3为0，故产生高温补偿电流i3及低温补偿电流i4。

5.根据权利要求4所述的一种带有波浪型分段温度补偿的低压带隙基准电路，其特征在于，高温补偿电流i3及低温补偿电流i4，包括：

技术总结本发明属于集成电路领域，具体涉及一种带有波浪型分段温度补偿的低压带隙基准电路，包括：低压带隙基准产生电路、分段温度补偿电路；通过在所述低压带隙基准产生电路的低压带隙基准电压输出端引入所述分段温度补偿电路，用于在低压带隙基准的高低温度段分别产生温度补偿，使电路基准输出在全温范围内呈现波浪型状，实现低压带隙基准电路温度特性的优化。本发明通过在高温端和低温端分别引入温度补偿，从而提高基准电压温度特性，获得相比传统结构更低温漂的低压带隙基准电路，可广泛用于数模转换器或线性稳压器等对基准电压有较高温漂的电路中。技术研发人员：曾瞳辉,朱哲序,梁盛铭,周震,曾秋桂,徐敏,刘诗豪受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十四研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/26