基准电压产生电路、方法及集成电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及基准电压技术，尤其涉及一种基准电压产生电路、方法及集成电路。
【背景技术】
[0002] 基准电压产生电路，也可以称为参考电压产生电路，通常是指在电路中用作基准 电压的高稳定度的电压源。随着集成电路规模的不断增大，尤其是系统集成（S0C)技术的 发展，基准电压产生电路也成为大规模、超大规模集成电路和几乎所有数字模拟系统中不 可缺少的基本电路模块。
[0003] 在精密测量仪器仪表和广泛应用的数字通信系统中都经常把基准电压用作系统 测量和校准的基准。因此，基准电压产生电路在模拟集成电路中占有很重要的地位，它直接 影响着电子系统的性能和精度。
[0004] 理想的基准电压产生电路应不受电源和温度的影响，在电路中能提供稳定的电 压，"基准"这一术语正说明基准电压源的数值应比一般电源具有更高的精度和稳定性。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供一种基准电压产生电路、方法及集成电路。
[0006] 本发明实施例提供了一种基准电压产生电路，所述基准电压产生电路配置为接收 恒定的输入电压，所述基准电压产生电路包括：运算放大器输出电路、以及电压调整电路； 其中，
[0007] 所述电压调整电路，配置为调整所述运算放大器输出电路的第一输入端的输入电 压；
[0008] 所述运算放大器输出电路，配置为根据调整后的第一输入端的输入电压和所述运 算放大器输出电路的第二输入端的输入电压，输出恒定的电压。
[0009] 本发明实施例还提供了一种集成电路，所述集成电路包括基准电压产生电路，所 述基准电压产生电路配置为接收恒定的输入电压，所述基准电压产生电路包括：运算放大 器输出电路、以及电压调整电路；其中，
[0010] 所述电压调整电路，配置为调整所述运算放大器输出电路的第一输入端的输入电 压；
[0011] 所述运算放大器输出电路，配置为根据调整后的第一输入端的输入电压和所述运 算放大器输出电路的第二输入端的输入电压，输出恒定的电压。
[0012] 本发明实施例又提供了一种基准电压产生方法，基准电压产生电路接收恒定的输 入电压；所述方法还包括：
[0013] 所述基准电压产生电路的电压调整电路调整所述基准电压产生电路的运算放大 器输出电路第一输入端的输入电压；
[0014] 所述运算放大器输出电路根据调整后的第一输入端的输入电压和第二输入端的 输入电压，输出恒定的电压。
[0015] 本发明实施例还提供了一种基准电压产生方法，包括：
[0016] 基准电压产生电路接收恒定的输入电压；
[0017] 所述基准电压产生电路输出恒定的电压；其中，
[0018] 输出电压值完全由所述输入电压决定。
[0019] 本发明实施例提供的基准电压产生电路、方法及集成电路，基准电压产生电路接 收恒定的输入电压，电压调整电路调整运算放大器输出电路的第一输入端的输入电压，运 算放大器输出电路根据调整后的第一输入端的输入电压和运算放大器输出电路的第二输 入端的输入电压，输出恒定的电压；如此，能够提高基准电压产生电路产生的基准电压的稳 定度和精准度，消除工艺偏差或温度对基准电压的影响。
【附图说明】
[0020] 图1为一种基准电压广生电路结构不意图；
[0021] 图2为本发明实施例第一种基准电压产生电路结构示意图；
[0022] 图3为本发明实施例第二种基准电压产生电路结构示意图；
[0023] 图4为本发明实施例一基准电压产生电路结构示意图；
[0024] 图5为本发明实施例_基准电压广生电路结构意图；
[0025] 图6为本发明实施例三基准电压产生电路结构示意图；
[0026] 图7为本发明实施例四基准电压产生电路结构示意图；
[0027] 图8为本发明实施例五基准电压产生电路结构示意图；
[0028] 图9为本发明实施例六基准电压产生电路结构示意图；
[0029] 图10A为本发明实施例第一直流电平转换电路结构示意图；
[0030] 图10B为本发明实施例第二直流电平转换电路结构示意图；
[0031] 图11A为采用图1所示的基准电压产生电路的补偿电压随采样次数的变化图；
[0032] 图11B为采用本发明实施例一的基准电压产生电路的补偿电压随采样次数的变 化图。
【具体实施方式】
[0033] 图1为一种基准电压产生电路示意图，受电路工艺技术及温度的影响，此基准电 压产生电路产生的基准电压并不是一个恒定的电压值，而是一个变化非常大的电压值。产 生的基准电压不恒定的原因分析如下：
[0034] 在图1所示的基准电压产生电路中，第一 P沟道金属氧化物半导体场效应管 (PMOS)MPl及第二PMOS MP2的Vgs相同，第一三极管Q1及第二三极管Q2的Vbe相同，第一 电阻R1与第二电阻R2的阻值比值为1 : N;其中，Vgs表示PM0S的栅源电压，Vbe表示三极 管的基极与发射极之间的电压，N-般为正整数。为了方便描述，将第二PMOS MP2栅极连 接的输入端的电压称为Vin，将第一三极管Q1与第一电阻R1所形成的连接点的电压称为V 2， 将运算放大器A0同相输入端的电压称为VIP，将运算放大器A0反相输入端的电压称为V IN， 将运算放大器A0输出的电压称为V"f。
[0035] 在图1所示的基准电压产生电路中，存在以下关系：
[0036] V2= Vgs_Vbe= A V (1)
[0037] VIP = VIN (2)
[0038] VIP = Vin+(Vgs-Vbe) (3)
[0039] Vref-VIN = N(Vin-V2) (4)
[0040] 将公式（1)至公式（4)进行合并、替换，则可以得到：
[0041] Vref= (N+l)Vin+AV= (N+l)Vin+(Vgs-Vbe) (5)
[0042] 当 Vin = 〇 时，则有：
[0043] Vref = Vgs-Vbe (6)
[0044] 从公式（6)可以看出，运算放大器A0输出的电压（ef是与Vgs和V be密切相关的， 特别是：当Vin = 0时，Vraf = Vgs_Vte，运算放大器A0输出的电压Vraf完全是由Vgs和所 决定。在理想情况下，V" f应该是一个恒定的值，但是，受电路工艺技术及温度的影响，Vgs和 的值是会发生变化的，且Vgs与的变化趋势不一致，这样，就导致了 V"f不是一个恒定 的值，而是一个会发生变化的值，这将大大降低基准电压V"f的稳定度和精准度。其中，Vgs 与的变化趋势不一致是指：Vgs与在同一时刻的变化量不相同，举个例子来说，假设 以第一时刻的Vgs为基准来计算V gs在其它时刻的变化量，以第一时刻的为基准来计算 在其它时刻的变化量，并假设Vgs在第二时刻的变化量为A 1，在第二时刻的变化量为 A2,则有A1不等于A2,所以，根据公式（6)，则导致第一时刻的Vraf与第二时刻的V"f不 相同；这里，A 1可以是正数，可以是负数，也可以是零；相应地，A2可以是正数，可以是负 数，也可以是零。
[0045] 基于此，在本发明的以下各种实施例中：当基准电压产生电路的输入电压恒定时， 运算放大器输出电路输出的电压保持恒定，输出电压值完全由所述输入电压决定。
[0046] 下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0047] 需要说明的是，本文所用的第一、第二......仅表示不同位置的元件，不对元件 的参数或功能进行限定。
[0048] 本发明实施例提供的基准电压产生电路，接收恒定的输入电压；如图2所示，该基 准电压产生电路包括：电压调整电路21及运算放大器输出电路22 ;其中，
[0049] 电压调整电路21保持运算放大器输出电路22输出的电压恒定。
[0050] 这里，在实际应用时，所述保持运算放大器输出电路22输出的电压恒定是指：实 际应用时，在电路设计中，运算放大器输出电路22输出的电压的变化在允许变化的范围 内。其中，所述允许变化的范围内是指：运算放大器输出电路22输出的电压的变化范围满 足使用要求。
[0051] 具体地，电压调整电路21调整运算放大器输出电路22的第一输入端的输入电压， 运算放大器输出电路22根据调整后的第一输入端的输入电压和运算放大器输出电路22的 第二输入端的输入电压，输出恒定的电压。
[0052] 在一实施例中，如图3所示，该基准电压产生电路还包括：第一直流电平转换（DC shift)电路31及第二直流电平转换电路32 ;其中，
[0053] 在运算放大器输出电路22输出电压的过程中，第一直流电平转换电路31对输入 自身的电压进行第一位移后输出到运算放大器输出电路22的第一输入端，第二直流电平 转换电路32对输入自身的电压进行第二位移后输出到运算放大器输出电路22的第二输入 端，从而使运算放大器输出电路22中的第一运算放大器输出级的晶体管工作在非线性区， 以保证输出信号的保真度；当运算放大器输出电路22输出电压，且运算放大器输出电路22 的第一输入端对应运算放大器输出电路22中第一运算放大器的同相输入端时，电压调整 电路21调整第一直流电平转换电路31的输入电压，从而调整了运算放大器输出电路22的 第一输入端的输入电压，运算放大器输出电路22根据调整后的第一输入端的输入电压及 第二输入端的输入电压，输出恒定的电压。这里，实际应用时，第一位移可以等于第二位移， 第一位移也可以不等于第二位移。
[0054] 通过调整第一直流电平转换电路31的输入电压，具体地，电压调整电路21对运算 放大器输出电路22的第一输入端的输入电压进行分压，并将分压得到的电压反馈给第一 直流电平转换电路31，消除了第一直流电平转换电路31及