专利名称：无工艺依赖性高阶修正参考电压源的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路领域，尤其涉及高阶修正带隙参考电压源。
背景技术：
带隙参考电压源是指在电路中能起参考作用的电压源，需要高精度，且其输出的参考电压随外界温度变化要尽量少的变化。参考电压源应用非常广泛，比如数据转换器 (包括模数转换器和数模转换器)、传感器、电源管理控制器和各种高精度测量仪表中。其精度直接影响到电路各模块的性能，具有非常重要的作用。对于带隙参考电压源，考察性能的一项重要指标是温度系数(TC，Temperature Coefficient)，温度系数的单位为PPM/C°，温度系数的表达式为TC= -VMAX-VMm- xl06温度系数用于表明在限定温度范围内，带隙参考电压源参考电压的大小范围。带隙基准的实现原理主要基于如下两点第一点三极管的Vbe(基区——发射区电压)具有负的温度系数。Vbe具有如下表达式(参考文献Y. P. Tsividis“Accurate Analysis ofTemperature Effects in/c-l/BE Characteristics with Application to Bandgap Reference Sources，，， IEEE Journal ofSolid-State Circuits, vol. SC-15. no. 6，pp.1076-1084，Dec.1980.)Vm (T) = Vgo + (Vbeo - FG0)(蚤)-η￥τ In(丟)+ Vr In-^-
』ο々Ic (7 Uj表达式中，\。为绝对零度时的参考电压。Vbeci代表参考温度为Ttj时的发射结电压。 η与工艺相关的参数，一般为2。当工艺确定时，η可以视为确定。Vt为热电压，其与温度成正比，在常温下(300Κ)，其值约为25. 85mv。从表达式中可以看出，在一定精度范围内，若忽略高阶项。则Vbe(T)可认为有恒定的温度系数。第二点当两个三极管的集电极电流不相等时，二者的Vbe之差ΔνΒΕ具有正的温度系数。当集电极电流适当小，基区调制效应、大注入效应及基区电阻可以忽略不计时， Δ Vbe表达式为AVBE = VT In^-Fr In^ = VT In^i-由于Vt具有正的温度系数，且在温度变化时其值几乎不变，所以Δ Vbe具有正的温度系数，且可以认为其温度系数不随温度变化而变化。这样，将具有负温度系数的Vbe与具有正温度系数的ΔνΒΕ。通过合适比例相加，则可以得到与温度无关的参考电压。表达式为 Vref = VBE+k Δ Vbe这就是普通一阶补偿带隙基准电路的原理基于此原理的一阶带隙基准的典型电路如
图1所示.首先，通过运算放大器10构成的负反馈，保证了第一节点X与第二节点Y有相同的电压值。这样第一电阻Rl两端的电压差为
权利要求
1.一种高阶修正带隙参考电压源，包括用于输出参考电压的输出支路，其特征在于，还包括用于充当电阻作用的接地电阻结构和高阶修正电路，所述高阶修正电路和输出支路并联，且均连接至接地电阻结构的电流输入端，接地电阻结构的电流输出端接地，以及所述高阶修正电路用于在温度升高导致输出支路中电流减小时向接地电阻的电流输入端输入电流。
2.如权利要求1所述的参考电压源，其特征在于，所述高阶修正电路包含一个或多个高阶修正支路，所述高阶修正支路由补偿电阻结构和金属-氧化物-半导体结构连接而成， 其中补偿电阻结构的电流输入端连接于金属-氧化物-半导体结构的状态控制端，补偿电阻结构的电流输出端接地或者其它高阶修正支路中补偿电路结构的电流输入端；以及金属-氧化物-半导体结构的电流输出端连接至接地电阻结构的电流输入端。
3.如权利要求2所述的参考电压源，其特征在于，所述补偿电阻结构由电阻和/或金属-氧化物-半导体管组成。
4.如权利要求2所述的参考电压源，其特征在于，所述金属-氧化物-半导体结构包括 N型金属-氧化物-半导体管和P型金属-氧化物-半导体管，N型金属-氧化物-半导体管和P型金属-氧化物-半导体管串联；其中N型金属-氧化物-半导体管的栅极作为状态控制端，连接至补偿电阻结构的电流输入端；以及N型金属-氧化物-半导体管的漏极连接至接地电阻结构的电流输入端。
5.如权利要求1所述的参考电压源，其特征在于，所述接地电阻结构由电阻或者金属-氧化物-半导体管管组成。
全文摘要
本发明公开了无工艺依赖性高阶修正参考电压源，包括用于输出参考电压的输出支路，其特征在于，还包括用于充当电阻作用的接地电阻结构和高阶修正电路，所述高阶修正电路和输出支路并联，且均连接至接地电阻结构的电流输入端，接地电阻结构的电流输出端接地，以及所述高阶修正电路用于在温度升高导致输出支路中电流减小时向接地电阻的电流输入端输入电流，这种结构无需依赖精确的工艺，适用很多种工艺，应用范围广泛，此外不会大幅度增加电路面积，另外本发明提供的高阶修正带隙参考电压源的温度系数远远优于现有高阶修正带隙参考电压源的温度系数。
文档编号G05F1/56GK102270005SQ201110063000
公开日2011年12月7日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者张炯, 程晓峰 申请人:上海宏泰源电子技术有限公司