一种高电源抑制比高阶曲率补偿的带隙基准参考电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及微电子技术领域，具体设及一种高电源抑制比高阶曲率补偿的带隙基 准参考电路。
【背景技术】
[0002] 随着集成电路的发展，越来越多的功能模块集成到同一巧片上。基准参考作为集 成电路巧片必不可少的部分，为整个集成电路巧片提供稳定的基准电压或电流，其温度系 数（TC，I'emperatureCoefficient)及电源抑制比（PSRR,PowerSu卵lyRejectionRatio) 很大程度上决定整个集成电路巧片系统性能的优劣。因而，一个高精度基准参考电路要求 输出电压具有低温度系数及高电源抑制比特性。
[0003] 带隙基准电压源由于具有温度性能好、输出电压稳定W及功耗低等优点而被广泛 应用，图1给出了一种传统一阶带隙基准参考电路，电阻R1与电阻R2完全相同，PNP型S 极管Q2发射极面积是PNP型S极管Q1发射极面积m倍。PNP型S极管Q1的发射极-基 极电压Vebi具有负温度特性，PNP型S极管Q1与PNP型S极管Q2间发射极-基极电压差 值
其中k是玻耳兹曼常数，T是绝对温度，q是电子电荷。图1所示电路输 出带隙基准电压VcEP的表达式为
-其中Vcc2具有负温度系数，
具有正温度系数，合理优化电阻R2的阻值、电阻R3的阻值及参数m，在一定 温度范围内便可W得到零温度系数的带隙基准参考电压VcEP。
[0004] 由于PNP型S极管发射极-基极电压具有温度非线性使得一阶带隙基准参考电压 具有较高的温度系数，图1所示带隙基准参考电路的工作电源电压为外部电源VDD，使得输 出带隙基准参考电压具有较低的电源抑制比，从而制约了一阶带隙基准电路在高精度系统 中的应用。
【发明内容】
[0005] 本申请通过提供一种高电源抑制比高阶曲率补偿的带隙基准参考电路，能够大大 降低输出电压温度系数，提高输出电压电源抑制比，从而获得高精度的基准电压。
[0006] 本申请采用W下技术方案予W实现：
[0007] -种高电源抑制比高阶曲率补偿的带隙基准参考电路，其关键在于，包括启动电 路、前调整器电路、带隙基准电路、低温区域分段线性温度补偿电路、高温区域与绝对温度 Ti?诚正比的温度补偿电路、高温区域分段线性温度补偿电路；
[0008] 其中所述启动电路的启动信号输出端分别接所述前调整器电路、带隙基准电路、 低温区域分段线性温度补偿电路、高温区域与绝对温度Tis成正比的温度补偿电路W及高 温区域分段线性温度补偿电路的启动信号输入端，所述带隙基准电路的信号输出端分别接 所述前调整器电路、低温区域分段线性温度补偿电路、高温区域与绝对温度Tis成正比的温 度补偿电路W及高温区域分段线性温度补偿电路的信号输入端，所述前调整器电路的电压 信号输出端分别接所述带隙基准电路、低温区域分段线性温度补偿电路、高温区域与绝对 温度Tt5成正比的温度补偿电路W及高温区域分段线性温度补偿电路的工作电源电压输入 端，所述带隙基准电路的输出电压信号接所述启动电路的电压信号输入端；
[0009] 所述启动电路使得带隙基准参考电路正常工作，产生带隙基准电压输出，所述前 调整器电路用于提高带隙基准参考电路的电源抑制比，所述前调整器电路的输出电压Vccc 作为所述带隙基准电路、低温区域分段线性温度补偿电路、高温区域与绝对温度Tis成正比 的温度补偿电路W及高温区域分段线性温度补偿电路的工作电源电压，所述带隙基准电路 产生低温度系数的带隙参考电压；正温度系数电压VpTAT和负温度系数电压VCTAT，所述低温 区域分段线性温度补偿电路产生低温区具有分段线性的电压所述高温区域与绝对 温度Ti?诚正比的温度补偿电路产生与绝对温度T1诚正比的电压了X，所述高温区域分 段线性温度补偿电路产生高温区具有分段线性的电压Vptmgh，所述低温区域分段线性温度 补偿电路、高温区域与绝对温度Tis成正比的温度补偿电路W及高温区域分段线性温度补 偿电路用于对所述带隙基准电路进行温度补偿，即；将低温区具有分段线性的电压Vpu。，、 与绝对温度Tis成正比的电压加入到带隙基准电路产生的带隙参考电压中，并从带 隙基准电路产生的带隙基准电压中抽去除高温区具有分段线性的电压Vpungh。
[0010] 启动电路只在带隙基准参考电路上电时发挥作用，当带隙基准参考电路启动完成 W后，启动电路停止工作，避免了启动电路对后面电路的影响。
[0011] 作为一种优选的技术方案，所述启动电路包括；PM0S管Msl、PM0S管Ms2、NM0S管 Ms3、NM0S管Ms4、NM0S管Ms5、NM0S管Ms6W及NM0S管Ms7,其中PM0S管Msl的源极与外 部电源VDD相连，PM0S管Msl的栅极与PM0S管Msl的漏极W及PM0S管Ms2的源极相连， PM0S管Ms2的栅极与PM0S管Ms2的漏极、NM0S管Ms3的漏极、NM0S管Ms4的栅极、NM0S管 M巧的栅极、NM0S管Ms6的栅极W及NM0S管Ms7的栅极相连，NM0S管Ms3的源极与NM0S 管Ms4的源极、NM0S管Ms5的源极、NM0S管Ms6的源极、NM0S管Ms7的源极W及外部地线 GND相连；
[001引 所述前调整器电路包括；PM0S管Ml、PM0S管M2、NM0S管M3、NM0S管M4、PM0S管 M5、NM0S管M6、NM0S管M7W及PM0S管M8,其中PM0S管Ml的源极与外部电源V孤相连，PM0S管Ml的栅极与PM0S管Ml的漏极、PM0S管M2的栅极、NM0S管Ms4的漏极W及NM0S 管M3的漏极相连，NM0S管M3的栅极与NM0S管M6的栅极、NM0S管M7的栅极、NM0S管M7 的漏极W及PM0S管M8的漏极相连，NM0S管M3的源极与NM0S管M4的源极、NM0S管M6的 源极、NM0S管M8的源极W及外部地线GND相连，PM0S管M2的源极与外部电源V孤相连， PM0S管M2的漏极与NM0S管M4的漏极、PM0S管M5的源极、PM0S管M8的源极、PM0S管M9 的源极、PM0S管M10的源极、PM0S管Mil的源极、PM0S管M12的源极、PM0S管M17的源极、 PM0S管M18的源极、PM0S管M19的源极、PM0S管M20的源极、PM0S管M26的源极、PM0S管 M27的源极、PM0S管M25的源极、PM0S管M28的源极、PM0S管M31的源极、PM0S管M32的源 极、PM0S管M33的源极、PM0S管M36的源极W及PM0S管M37的源极相连，PM0S管M5的漏 极与NMOS管M4的栅极W及NMOS管M6的漏极相连；
[0013] 所述带隙基准电路包括：PM0S管M9、PM0S管M10、PM0S管Ml1、PM0S管M36、PM0S 管M37、误差放大器A1、误差放大器A2、PNP型S极管QUPNP型S极管Q2、电阻R1、电阻R2 W及电阻R3,其中PM0S管M9的漏极与误差放大器A1的反向输入端W及PNP型S极管Q1 的发射极相连，PM0S管M9的栅极与PM0S管M10的栅极、误差放大器A1的输出端、NM0S管 M巧的漏极、PM0S管M8的栅极、PM0S管M12的栅极、PM0S管M20的栅极、PM0S管M28的栅 极W及PM0S管M36的栅极相连，PM0S管M10的漏极与PM0S管M5的栅极、误差放大器A1的 正向输入端、误差放大器A2的反向输入端W及电阻R1相连，电阻R1的另一端与PNP型S 极管Q2的发射极相连，PNP型S极管Q1的基极与PNP型S极管Q1的集电极、PNP型S极管 Q2的基极、PNP型S极管Q2的集电极W及外部地线GND相连，PM0S管Mil的栅极与误差放 大器A2的输出端、NM0S管Ms6的漏极、PM0S管M17的栅极、PM0S管M31的栅极W及PM0S 管M37的栅极相连，PM0S管Mil的漏极与误差放大器A2的正向输入端W及电阻R2相连， 电阻R2的另一端与外部地线GND相连，PM0S管M36的漏极与PM0S管M37的漏极、NM0S管 Ms3的栅极、PM0S管M19的漏极、PM0S管M25的漏极、NM0S管M35的漏极、带隙基准参考电 路的输出端VkepW及电阻R3相连，电阻R3的另一端与外部地线GND相连；
[0014] 所述低温区域分段线性温度补偿电路包括；PM0S管M12、NM0S管M13、NM0S管M14、 NM0S管M15、NM0S管M16、PM0S管M17、PM0S管M18W及PM0S管M19,其中PM0S管M12 的 漏极与NM0S管M13的漏极、NM0S管M13的栅极W及NM0S管M14的栅极相连，PM0S管M17 的漏极与NM0S管M14的漏极、NM0S管M15的漏极、NM0S管M15的栅极W及NM0S管M16的 栅极相连，PM0S管M18的漏极与PM0S管M18的栅极、PM0S管M19的栅极W及NM0S管M16 的漏极相连，NM0S管M13的源极与NM0S管M14的源极、NM0S管M15的源极、NM0S管M16的 源极W及外部地线GND相连；
[0015] 所述高温区域与绝对温度Tis成正比的温度补偿电路包括；PM0S管M20、NM0S管 M21、NM0S管M22、NM0S管M23、NM0S管M24、PM0S管M25、PM0S管M26W及PM0S管M27,其 中PM0S管M20的漏极与NM0S管M21的漏极、NM0S管M21的栅极W及NM0S管M22的栅极 相连，PM0S管M26的漏极与PM0S管M26的栅极、PM0S管M27的栅极、PM0S管M25的栅极、 NM0S管Ms7的漏极W及NM0S管M23的漏极相连，NM0S管M23的栅极与NM0S管M24的栅 极、NM0S管M24的漏极W及PM0S管M27的漏极相连，NM0S管M23的源极与NM0S管M22的 漏极相连，NM0S管M21的源极与NM0S管M22的源极、NM0S管M24的源极W及外部地线GND 相连；
[0016] 所述高温区域分段线性温度补偿电路包括；PM0S管M28、NM0S管M29、NM0S管M30、 PM0S管M31、PM0S管M32、PM0S管M33、NM0S管M34W及NM0S管M3，其中PM0S管M28 的漏 极与NM0S管M29的漏极、NM0S管M29的栅极W及NM0S管M30的栅极相连，PM0S管M31的 漏极与PM0S管M32的漏极、PM0S管M32的栅极、PM0S管M33的栅极W及NM0S管M30的漏 极相连，PM0S管M33的漏极与NM0S管M34的漏极、NM0S管M34的栅极W及NM0S管M35的 栅极相连，NM0S管M29的源极与NM0S管M30的源极、NM0S管M34的源极、NM0S管M35的源 极W及外部地线GND相连。
[0017] 进一步地，所述带隙基准电路中PM0S管M9与PM0S管M10具有相同的宽长比，PM0S 管MI