一种高精度带隙基准源电路的制作方法

本发明涉及带隙基准源电路，尤其是涉及一种高精度带隙基准源电路。

背景技术：

1、微机电系统(mems)是一种将微机械加工和电子电路紧密结合的技术，其通过微细加工技术实现微机电系统中的机械结构单元，同时利用电子电路技术实现电路的全集成。这种技术使得传统的机械结构和复杂的电路能够被高度集成为一个小型的微机电系统，从而实现了机电系统的小型化和集成化，不仅降低了整体功耗，还有效降低了生产成本。利用mems技术制备的电容式加速度传感器功耗低、结构简单、稳定性好、易于同cmos工艺集成，具有巨大的市场应用需求。

2、高精度的电容式加速度传感器作为微惯性测量单元(mimu)的关键组件，在小型卫星的惯性测控系统、遥测车、战术导弹、微型飞行器、微型空间动能武器以及星箭飞行控制等领域中具有广泛需求。在民用领域，电容式加速度传感器被广泛应用于石油勘探、姿态控制、机器人等领域。高精度的电容式加速度传感器可与接口电路集成在同一芯片上构成具有数字输出的高精度电容式加速度计。高精度的电容式加速度计拥有高灵敏度、微型化、低成本、低功耗、高度集成和高响应频率等特性，使其将会成为未来加速度计竞争的制高点。

3、在电容式加速度计中，需要带隙基准源电路提供稳定的参考电压作为电容式加速度传感器的参考电压源，电容式加速度传感器通过带隙基准源电路提供的参考电压对敏感结构电容周期充放电从而完成微弱电容变化信号的拾取，因此参考电压上的任何噪声都将使得电容式加速度计输出信噪比的恶化，特别是对于工作在低频环境下的电容式加速度计，其高频噪声同时经过周期采样会混叠于低频信号之中，其参考电压的噪声性能直接影响到电容式加速度计的输出电压，同时在环境温度变化时，其参考电压的变化也将直接影响电容式加速度计输出的参考电压温度特性，进而严重影响电容式加速度计的精度。

4、然而，当前大多数带隙基准源电路设计都是针对低电源电压，仅考虑低温度系数，并未考虑低频噪声的影响，由此导致在低频范围内，其输出的参考电压源信噪比很差，难以满足当前低温度系数、低噪声微加速度计接口asic芯片的要求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种在具有低温度系数的同时，还具有低低频噪声的高精度带隙基准源电路。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高精度带隙基准源电路，包括斩波电路和偏置电路，所述的偏置电路用于为所述的斩波电路提供偏置电压，使所述的斩波电路正常工作，所述的斩波电路用于在两相非交叠时钟控制下，先对输入信号进行调制得到调制信号，使低频噪声被调制到高频处，再对调制信号进行解调，得到解调信号，然后对解调信号进行低通滤波，将解调信号中的高频噪声滤除，得到参考电压输出。

3、所述的偏置电路产生四个偏置电压，将该四个偏置电压分别称为第一偏置电压、第二偏置电压、第三偏置电压和第四偏置电压；所述的斩波电路包括4个调制开关、8个解调开关、19个mos管和2个三极管，其中，将4个调制开关分别称为第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，将8个解调开关分别称为第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第九开关、第十开关、第十一开关和第十二开关，所述的第一开关、所述的第二开关、所述的第三开关、所述的第四开关、所述的第五开关、所述的第六开关、所述的第七开关和所述的第八开关均采用单个nmos管实现，所述的第九开关、所述的第十开关、所述的第十一开关和所述的第十二开关均采用单个pmos管实现，将两个三极管分别称为第一三极管和第二三极管，将19个mos管分别称为第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管、第五mos管、第六mos管、第七mos管、第八mos管、第九mos管、第十mos管、第十一mos管、第十二mos管、第十三mos管、第十四mos管、第十五mos管、第十六mos管、第十七mos管、第十八mos管和第十九mos管，所述的第一mos管、所述的第二mos管、所述的第三mos管、所述的第四mos管、所述的第五mos管、所述的第六mos管、所述的第七mos管、所述的第十二mos管和所述的第十三mos管均为pmos管，所述的第八mos管、所述的第九mos管、所述的第十mos管、所述的第十一mos管、所述的第十四mos管、所述的第十五mos管、所述的第十六mos管、所述的第十七mos管、所述的第十八mos管和所述的第十九mos管均为nmos管；所述的第一mos管的源极、所述的第四mos管的漏极、所述的第五mos管的漏极、所述的第十二mos管的漏极和所述的第十三mos管的漏极连接，且其连接端为所述的斩波电路的输入端，用于接入电源电压vcc，所述的第一mos管的栅极、所述的第十二mos管的栅极、所述的第十三mos管的栅极、所述的第十四mos管的栅极、所述的第十五mos管的栅极、所述的第十六mos管的栅极、所述的第十七mos管的栅极、所述的第十八mos管的栅极和所述的第十九mos管的栅极连接，且其连接端为所述的斩波电路的第一偏置端，用于接入第一偏置电压，所述的第一mos管的漏极分别与所述的第二mos管的源极和所述的第三mos管的漏极连接，所述的第二mos管的栅极分别与所述的第一开关的源极和所述的第三开关的源极连接，所述的第二mos管的漏极分别与所述的第十mos管的源极、所述的第五开关的漏极和所述的第八开关的漏极连接，所述的第三mos管的栅极分别与所述的第二开关的源极和所述的第四开关的源极连接，所述的第三mos管的源极分别与所述的第十一mos管的源极、所述的第七开关的漏极和所述的第六开关的漏极连接，所述的第四mos管的栅极、所述的第五mos管的栅极、所述的第六mos管的源极和所述的第八mos管的源极连接，所述的第四mos管的源极分别与所述的第九开关的源极和所述的第十一开关的漏极连接，所述的第五mos管的源极分别与所述的第十开关的漏极和所述的第十二开关的源极连接，所述的第六mos管的栅极和所述的第七mos管的栅极连接，且其连接端为所述的斩波电路的第二偏置端，用于接入第二偏置电压，所述的第六mos管的漏极分别与所述的第九开关的漏极和所述的第十二开关的漏极连接，所述的第七mos管的漏极分别与所述的第十一开关的源极和所述的第十开关的源极连接，所述的第七mos管的源极和所述的第九mos管的源极连接，且其连接端为所述的斩波电路的输出端，用于输出参考电压，所述的第八mos管的栅极和所述的第九mos管的栅极连接，且其连接端为所述的斩波电路的第三偏置端，用于接入第三偏置电压，所述的第八mos管的漏极分别与所述的第五开关的源极和所述的第七开关的源极连接，所述的第九mos管的漏极分别与所述的第六开关的源极和所述的第八开关的源极连接，所述的第十mos管的栅极和所述的第十一mos管的栅极连接，且其连接端为所述的斩波电路的第四偏置端，用于接入第四偏置电压，所述的第十mos管的漏极、所述的第十一mos管的漏极、所述的第一三极管的基极和集电极、所述的第二三极管的基极和集电极均接地，所述的第十二mos管的源极分别与所述的第十八mos管的源极和所述的第十九mos管的源极连接，所述的第十三mos管的源极分别与所述的第十四mos管的源极和所述的第十五mos管的源极连接，所述的第十四mos管的漏极、所述的第十五mos管的漏极、所述的第十六mos管的源极、所述的第十七mos管的源极、所述的第一开关的漏极和所述的第四开关的漏极连接，所述的第十六mos管的漏极、所述的第十七mos管的漏极和所述的第二三极管的发射极连接，所述的第十八mos管的漏极、所述的第十九mos管的漏极、所述的第一三极管的发射极、所述的第二开关的漏极和所述的第三开关的漏极连接，所述的第一开关的栅极、所述的第二开关的栅极、所述的第五开关的栅极、所述的第六开关的栅极、所述的第十一开关的栅极和所述的第十二开关的栅极连接，且其连接端为所述的斩波电路的第一时钟端，用于接入第一时钟信号，所述的第三开关的栅极、所述的第四开关的栅极、所述的第七开关的栅极、所述的第八开关的栅极、所述的第九开关的栅极和所述的第十开关的栅极连接，且其连接端为所述的斩波电路的第二时钟端，用于接入第二时钟信号，所述的第一时钟信号和所述的第二时钟信号形成两相非交叠时钟。

4、所述的偏置电路包括17个mos管和一个电阻，将17个mos管分别称为第二十mos管、第二十一mos管、第二十二mos管、第二十三mos管、第二十四mos管、第二十五mos管、第二十六mos管、第二十七mos管、第二十八mos管、第二十九mos管、第三十mos管、第三十一mos管、第三十二mos管、第三十三mos管、第三十四mos管、第三十五mos管和第三十六mos管，所述的第二十mos管、所述的第二十一mos管、所述的第二十七mos管、所述的第二十九mos管、所述的第三十二mos管、所述的第三十三mos管、所述的第三十四mos管和所述的第三十五mos管均为nmos管，所述的第二十二mos管、所述的第二十三mos管、所述的第二十四mos管、所述的第二十五mos管、所述的第二十六mos管、所述的第二十八mos管、所述的第三十mos管、所述的第三十一mos管和所述的第三十六mos管均为pmos管，所述的第二十mos管的源极、所述的第二十一mos管的源极、所述的第二十七mos管的源极、所述的第二十九mos管的源极和所述的第三十二mos管的源极连接，且其连接端为所述的偏置电路的输入端，所述的偏置电路的输入端与所述的斩波电路的输入端连接，所述的第二十mos管的栅极和漏极、所述的第二十一mos管的栅极、所述的第二十二mos管的栅极和漏极、所述的第二十三mos管的漏极、所述的第二十七mos管的栅极和所述的第二十九mos管的栅极连接，且其连接端为所述的偏置电路的第一输出端，用于输出第一偏置电压，所述的第二十一mos管的漏极、所述的第二十四mos管的栅极和漏极、所述的第二十二mos管的源极和所述的第二十三mos管的栅极连接，所述的第二十三mos管的源极和所述的第二十五mos管的漏极连接，所述的第二十四mos管的源极、所述的第二十六mos管的漏极和栅极、所述的第二十五mos管的栅极和所述的第三十六mos管的栅极连接，所述的第二十五mos管的源极和所述的电阻的一端连接，所述的第二十六mos管的源极、所述的电阻的另一端、所述的第二十八mos管的源极、所述的第三十一mos管的源极和所述的第三十六mos管的源极均接地，所述的第二十七mos管的漏极、所述的第二十八mos管的漏极和栅极连接，且其连接端为所述的偏置电路的第四输出端，用于输出第四偏置电压，所述的第二十九mos管的漏极、所述的第三十mos管的漏极和栅极连接，所述的第三十mos管的源极、所述的第三十一mos管的漏极和栅极连接，且其连接端为所述的偏置电路的第三输出端，用于输出第三偏置电压，所述的第三十二mos管的漏极和所述的第三十三mos管的源极连接，所述的第三十二mos管的栅极、所述的第三十三mos管的漏极和所述的第三十四mos管的源极连接，所述的第三十三mos管的栅极、所述的第三十四mos管的漏极和所述的第三十五mos管的源极连接，且其连接端为所述的偏置电路的第二输出端，用于输出第二偏置电压，所述的第三十四mos管的栅极、所述的第三十五mos管的漏极和栅极、所述的第三十六mos管的漏极连接。

5、与现有技术相比，本发明的优点在于通过斩波电路和偏置电路构成高精度带隙基准源电路，偏置电路为斩波电路提供偏置电压，使斩波电路正常工作，斩波电路在两相非交叠时钟控制下，先对输入信号进行调制得到调制信号，使低频噪声被调制到高频处，再对调制信号进行解调，得到解调信号，然后对解调信号进行低通滤波，将解调信号中的高频噪声滤除，得到参考电压输出，从而将输入信号中的低频噪声滤除，最终得到的参考电压具有较高的低频信噪比，由此本发明在具有低温度系数的同时，还具有低低频噪声。