专利名称：高阶曲率补偿的带隙基准电压源的制作方法
技术领域：
本发明设计低温度系数的带隙基准电压源电路，具体涉及高阶曲率补偿的带隙 基准电压源。
背景技术：
在模拟集成电路中基准电压源是一个非常重要的模块，一个有效的基准电压源 在一定范围内基本上与电源电压变化、工艺参数变化、温度变化等无关。自从Widlar基 准电压源被介绍以来，在双极集成电路中带隙电压源技术被广泛应用。随着一些新的电 路被设计和技术的革新，例如，温度补偿、激光修正等技术，促使带隙基准电压源的性 能不断得到提高；在CMOS技术迅速发展的今天，带隙基准电压源技术也获得了飞速发 展。因而带隙基准电压源被广泛地应用在DC-DC转换、RF电路中，基准源在模数转换 器(ADC)和数模转换器(DAC)等混合信号电路中的作用更大，是该转换器精度高低的重 要决定因素，其精度必须优于ADC本身的精度，否则会严重影响ADC的性能。因此， 高精度、高稳定性电压基准电路在现代混合信号集成电路设计中具有不可或缺的地位。对于一阶带隙电压基准源的基本原理如
图1所示，它的设计思路是利用Vbe在 一阶特性上具有负温度系数的特点，而Δ Vbe则具有正温度系数，两者线性叠加，在一阶 特性上可以实现基准Vref的温度系数为零，因此也叫做一阶基准电压源。由于Vref等于 硅半导体材料在热力学零温度时的外推禁带宽度(能带间隙)。因此这种基准电压称为带 隙基准电压源，带隙基准电压源的核心电路是Δ VBE，Δ Vbe实际上是两个不同电流密度 的匹配晶体管Q3和Q4的基射结电压差，Q3的电流密度是Q4 WN倍，有
权利要求
1.高阶曲率补偿的带隙基准电压源，其特征在于，该带隙基准电压源含有 一阶带隙基准电压源部分，包括PMOS管MP1，该管的衬底和源极接电源，漏极接PMOS管Mp2的源极，Mp2管的衬 底接电源，漏极接NMOS管Mni的漏极，Mni的栅极和漏极短接，衬底接地，源极接三 极管Ql的发射极，Ql的基极与集电极接地；PMOS管MP3，该管的衬底和源极接电源，漏极和栅极短接与Mp2的栅极以及NMOS 管Mn2的漏极相连，Mn2的栅极和Mni的栅极相连，衬底接地，源极接三极管Q2的发射 极，Q2的基极与集电极接地；PMOS管MP4，该管的衬底和源极接电源，漏极接PMOS管Mp5的源极，Mp5管的衬 底接电源，栅极和Mp3管的栅极相连，漏极接MpiW栅极、NMOS电容Mn。的栅极以及 NMOS管Mn3的漏极，Mn。的漏极、源极与衬底接地，Mn3的栅极和Mni的栅极相连，漏 极经电阻R1后接三极管Q3的发射极，Q3的基极与集电极接地；PMOS管MP6，该管的衬底和源极接电源，漏极接PMOS管Mp7的源极，Mp7管的衬 底接电源，栅极和Mp3管的栅极相连，漏极接MP6、Mp4的栅极以及NMOS管Mn4的漏 极，Mn4的栅接Mni的栅，衬底接地，源极接三极管Q4的发射极，Q4的基极与集电极 接地；PMOS管MP8，该管的衬底和源极接电源，漏极接PMOS管Mp9的源极，Mp9管的衬 底接电源，栅极接Mp3的栅极，漏极经电阻R2后为输出端Vref，该Vref端经电阻R3、R4 后接三极管Q5的发射极，Q5的基极与集电极接地；产生高阶曲率补偿抽取电流Ia与注入电流Ib的电流支路部分，包括 NMOS管Mns，该管的栅极和Mp9的漏极相连，源极连接Q5的发射极，而漏极连接 电阻R3、R4共同结点处并抽取电流Ia;PMOS管Mpici，该管的衬底和源极接电源，栅极和Mp6的栅相连，漏极接PMOS管 MpilW源极，MpilW衬底接电源，栅极和Mp3的栅极相连，漏极接NMOS管Mn5的漏极， Mn5的栅极和Mni的栅极相连，衬底接地，源极接NMOS管Mn6的漏极，Mn6的栅极接 Mn5的漏极，衬底和源极接地；电阻R5,该电阻一端接电源，另一端接NMOS管Mn7的漏极，Mn7的栅极和Mn5的 栅极相连，衬底接地，源极接NMOS管Mn8的漏极，Mn8的栅和Mn6的栅相连，衬底于 源极接地；PMOS管Mpp该管的衬底和源极接电源，栅极接Mn7漏极，漏极连接电阻R3、艮共 同结点处，即Mns的漏极并注入电流Ib。
全文摘要
本发明涉及带隙基准非线性补偿领域，其特征在于利用非线性分段补偿的原理，增加了两条支路电流，依据输出支路内部温度负反馈结构，分别为对基准输出支路分压电阻抽取和注入电流，依据在不同温度范围内抽取与注入电流温度系数对输出电压的影响，从而改变了输出基准电压源的温度特性，使得在整个工作温度范围内输出基准电压多次达到局部极值点，其输出电压基准对温度的一阶导数在这些点处为零，达到分段补偿的目的，有效的降低了输出基准电压源的温度系数。
文档编号G05F3/30GK102012715SQ20101055798
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者喻明艳, 李景虎, 马杰 申请人:天津泛海科技有限公司