非线性补偿的基准电压源电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种非线性补偿的基准电压源电路，其特征在于，包括：四个镜像电流支路、三个双极型晶体管、一个运算放大器和多个电阻；将第五电阻的第一端和第六电阻的第一端分别连接第一镜像电流支路的输出节点和第二镜像电流支路的输出节点，第五电阻的第二端和第六电阻的第二端同时连接第七电阻的第一端，第七电阻的第二端连接第三镜像电流支路的输出节点；使用三个电阻代替了现有电路结构中两个电阻，在同样电流的情况下，本发明的三个电阻的要小于现有电路图中两个电阻的阻值。本发明的非线性补偿的基准电压源电路的电阻使用少、更节省面积。
【专利说明】
非线性补偿的基准电压源电路
技术领域
[0001]本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种非线性补偿的基准电压源电路。
【背景技术】
[0002]基准电压源电路在集成电路中被广泛应用，其一般设置有补偿电路。传统的补偿电路所费电阻面积较大。如图1所示，为一种现有的基准电压源电路补偿电路图，包括四个镜像电流支路，分别由皿)5管此、M2、M3和M4组成，输出电流分别为I1、I2、I3和I4;三个双极型晶体管Q1七和出，且QjPQ2呈二极管连接结构;六个电阻Ro、R1、R2、R31 ’、R32 ’和R4 ； 一个运算放大器(OPA)。其中QdPQ3分别连接在第一镜像电路支路的输出节点与地之间和第三镜像电路支路的输出节点与地之间，Q2通过电阻Ro和第二镜像电路支路的输出节点相连，R1、RdPR4分别连接在第一镜像电路支路的输出节点与地之间、第二镜像电路支路的输出节点与地之间和第四镜像电路支路的输出节点与地之间，第四镜像电路支路的输出节点作为基准电压的输出端0UT，第一、二镜像电流的输出节点分别连接运算放大器(OPA)的两个输入端，且R31’连接在第一镜像电路支路的输出节点与第三镜像电路支路的输出节点之间，R32’连接在第二镜像电路支路的输出节点与第三镜像电路支路的输出节点之间。由此，通过R31 ’、R32 ’、M3和Q3组成该基准电压源电路的补偿电路，其中，流过Qi和Q2的是与温度成正比的电流Idvbe，流过Q3的是与温度无关的电流I3 = I_E+IVBE，在不同的温度系数下VBE的曲率不同，R31’和尺32’上形成电压差、产生非线性补偿电流11，贝>114=12=]^￡+]^+11，但该补偿电路的缺点在于补偿电阻较大。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电阻使用少、面积省的非线性补偿的基准电压源电路。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供的非线性补偿的基准电压源电路包括:四个镜像电流支路、三个双极型晶体管、一个运算放大器和多个电阻。
[0005]所述四个镜像电流支路包括第一镜像电流支路、第二镜像电流支路、第三镜像电流支路和第四镜像电流支路，所述第四镜像电流支路的输出节点作为基准电压的输出端；
[0006]所述三个双极型晶体管包括第一双极型晶体管、第二双极型晶体管和第三双极型晶体管，所述三个双极型晶体管的类型相同，所述三个双极型晶体管的基极均和集电极连接在一起呈三个二极管结构，所述第二双极型晶体管的发射极面积为所述第一双极型晶体管的发射面积的N倍且N大于I;所述第一双极型晶体管连接在所述第一镜像电流支路的输出节点和地之间，所述第三双极型晶体管连接在所述第三镜像电流支路的输出节点和地之间；
[0007]所述运算放大器具有正相输入端、反相输入端和一个输出端，所述运算放大器的正相输入端和反相输入端分别连接第二镜像电流支路的输出节点和第一镜像电流支路的输出节点，所述运算放大器的输出端控制所述四个镜像电流支路的大小；
[0008]所述多个电阻，包括:第一电阻，所述第一电阻的两端分别连接所述第二镜像电流支路的输出节点和第二极型晶体管，所述第二双极型晶体管连接在所述第一电阻和地之间；第二电阻，所述第二电阻连接在第一镜像电流支路的输出节点和地之间；第三电阻，所述第三电阻连接在第二镜像电流支路的输出节点和地之间；第四电阻，所述第四电阻连接在第四镜像电流支路的输出节点和地之间；
[0009]所述多个电阻，还包括:第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述第五电阻的第一端和第六电阻的第一端分别连接第一镜像电流支路的输出节点和第二镜像电流支路的输出节点，所述第五电阻的第二端和第六电阻的第二端同时连接第七电阻的第一端，所述第七电阻的第二端连接第三镜像电流支路的输出节点。
[0010]进一步的，所述第一镜像电流支路由第一MOS管组成，第二镜像电流支路由第二MOS管组成，第三镜像电流支路由第三MOS管组成，第四镜像电流支路由第四MOS管组成;所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管的源极均接工作电压，所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管的栅极均接所述运算放大器的输出端，所述第一 MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管的漏极分别为第一镜像电流支路的输出节点、第二镜像电流支路的输出节点、第三镜像电流支路的输出节点和第四镜像电流支路的输出节点。
[0011]进一步的，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管的尺寸相同。
[0012]进一步的，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管都为PMOS管。
[0013]进一步的，所述第五电阻的阻值与第六电阻的阻值相等，且第五电阻的阻值大于等于第一镜像电流支路的输出节点和第二镜像电流支路的输出节点之间的输出电阻。
[0014]进一步的，所述三个双极型晶体管都为PNP管。
[0015]进一步的，所述三个双极型晶体管都为NPN管。
[0016]本发明能达到的技术效果是，通过第五电阻、第六电阻、第七电阻及第三MOS管和第三双极型晶体管组成了基准电压源电路的补偿电路，使用三个电阻代替了现有电路结构中两个电阻，在同样电流的情况下，本发明的三个电阻的要小于现有电路图中两个电阻的阻值。例如，一般设计中，R31 ’和R32 ’相等，第五电阻和第六电阻相等，同样电流情况下，R31 ’=第五电阻+第七电阻\2，假设1?31’=1?32’ =謂，则第五电阻和第六电阻等于4001(，第七电阻等于300K，三个小电阻的阻值之和为1.1M(400KX2+300K)，相比现有设计的阻值之和为2.0M(1MX2)，本发明的非线性补偿的基准电压源电路的电阻使用少、更节省面积。
【附图说明】
[0017]图1为现有的非线性补偿的基准电压源电路图。
[0018]图2为本发明实施例的非线性补偿的基准电压源电路图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]如图2所示，是本发明实施例的非线性补偿的基准电压源电路图，四个镜像电流支路、三个双极型晶体管、一个运算放大器和多个电阻。
[0021]其中，四个镜像电流支路包括第一镜像电流支路、第二镜像电流支路、第三镜像电流支路和第四镜像电流支路，四个镜像电路的电流分别为11、12、13和I4，第四镜像电流支路的输出节点作为基准电压的输出端OUT;
[0022]其中，三个双极型晶体管包括第一双极型晶体管&、第二双极型晶体管出和第三双极型晶体管Q3,且该三个双极型晶体管的类型相同；Q^Q2及Q3的基极均和各自的集电极连接在一起呈三个二极管结构;其中第二双极型晶体管Q2的发射极面积为第一双极型晶体管Qi的发射面积的N倍，且N大于I;第一双极型晶体管&连接在第一镜像电流支路的输出节点即节点A和地GND之间，第三双极型晶体管Q3连接在第三镜像电流支路的输出节点和地GND之间；
[0023]其中，运算放大器具有正相输入端、反相输入端和一个输出端，所述运算放大器的正相输入端和反相输入端分别连接第二镜像电流支路的输出节点即节点B和第一镜像电流支路的输出节点即节点A，所述运算放大器的输出端控制四个镜像电流支路的大小；
[0024]其中，多个电阻，包括:第一电阻Ro，所述第一电阻Ro的两端分别连接所述第二镜像电流支路的输出节点即节点B和第二双极型晶体管Q2,所述第二极型晶体管Q2连接在所述第一电阻Ro和地GND之间；第二电阻仏，所述第二电阻仏连接在第一镜像电流支路的输出节点即节点A和地GND之间；第三电阻R2，所述第三电阻他连接在第二镜像电流支路的输出节点即节点B和地GND之间；第四电阻R4,所述第四电阻R4连接在第四镜像电流支路的输出节点和地GND之间；
[0025]所述多个电阻，还包括:第五电阻R31、第六电阻R32和第七电阻R3Q，所述第五电阻R31的第一端和第六电阻R32的第一端分别连接第一镜像电流支路的输出节点即节点A和第二镜像电流支路的输出节点即节点B，所述第五电阻R31的第二端和第六电阻R32的第二端同时连接第七电阻R3Q的第一端，所述第七电阻R3Q的第二端连接第三镜像电流支路的输出节点。
[0026]本发明的非线性补偿的基准电压源电路通过第五电阻R31、第六电阻R32和第七电阻R3Q及第三MOS管M3和第三双极型晶体管Q3组成了基准电压源电路的补偿电路，其中，流过Qi和Q2的是与温度成正比的电流Idvbe，流过R2的是与温度成反比的电流Ivbe，流过Q3的是与温度无关的电流I3 = IDVBE+IVBE。本发明使用三个电阻R31、R32和R3Q代替了现有电路结构中两个电阻R31’和R32’，假设在同样电流的情况下，本发明的三个电阻的要小于现有电路图中两个电阻的阻值。例如，一般设计中，R31’ =R32’，R31 = R32，同样电流情况下，R31’ = R3I+R3Q X 2，假设尺31’=1?32’=謂，则1?31 = 1?32 = 40 01(，且1?3() = 3001(，那么，三个小电阻1?31、1?32和1?3()的阻值之和为1.1M(400KX2+300K)，相比现有设计中R31’和R32’的阻值之和为2.0M(1MX2)，本发明的非线性补偿的基准电压源电路的电阻使用少、更节省面积。
[0027]在本发明的实施例中，第一镜像电流支路由第一组成，第二镜像电流支路由第二 ^)5管跑组成，第三镜像电流支路由第三MOS管M3组成，第四镜像电流支路由第四MOS管M4组成；且第一 103管见、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4的源极均接工作电压VDD，第一 103管见、第二皿)3管跑、第三MOS管M3、第四MOS管M4的栅极均接所述运算放大器的输出端，第一 103管施、第二顯5管跑、第三MOS管M3、第四MOS管M4的漏极分别为第一镜像电流支路的输出节点即节点A、第二镜像电流支路的输出节点即节点B、第三镜像电流支路的输出节点和第四镜像电流支路的输出节点。在本发明的实施例中，可以设置第一 105管见、第二^)5管跑、第三MOS管M3、第四MOS管M4的尺寸相同，那么各条镜像电流支路的电流则相等。在本发明的实施例中，所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管都为PMOS管。
[0028]在本发明的实施例中，可以设置第五电阻R31的阻值与第六电阻R32的阻值相等，且第五电阻R31大于等于第一镜像电流支路的输出节点和第二镜像电流支路的输出节点之间的输出电阻。
[0029]在本发明的实施例中第一双极型晶体管Q1、第二双极型晶体管出和第三双极型晶体管Q3都为PNP管。在其他实施例中，第一双极型晶体管Q1、第二双极型晶体管Q2和第三双极型晶体管Q3也可以都为NPN管。
[0030]综上所述，上述各实施例及附图仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，皆应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种非线性补偿的基准电压源电路，其特征在于，包括:四个镜像电流支路、三个双极型晶体管、一个运算放大器和多个电阻； 所述四个镜像电流支路包括第一镜像电流支路、第二镜像电流支路、第三镜像电流支路和第四镜像电流支路，所述第四镜像电流支路的输出节点作为基准电压的输出端； 所述三个双极型晶体管包括第一双极型晶体管、第二双极型晶体管和第三双极型晶体管，所述三个双极型晶体管的类型相同，所述三个双极型晶体管的基极均和集电极连接在一起呈三个二极管结构，所述第二双极型晶体管的发射极面积为所述第一双极型晶体管的发射面积的N倍且N大于I;所述第一双极型晶体管连接在所述第一镜像电流支路的输出节点和地之间，所述第三双极型晶体管连接在所述第三镜像电流支路的输出节点和地之间； 所述运算放大器具有正相输入端、反相输入端和一个输出端，所述运算放大器的正相输入端和反相输入端分别连接第二镜像电流支路的输出节点和第一镜像电流支路的输出节点，所述运算放大器的输出端控制所述四个镜像电流支路的大小； 所述多个电阻，包括:第一电阻，所述第一电阻的两端分别连接所述第二镜像电流支路的输出节点和第二极型晶体管，所述第二双极型晶体管连接在所述第一电阻和地之间；第二电阻，所述第二电阻连接在第一镜像电流支路的输出节点和地之间；第三电阻，所述第三电阻连接在第二镜像电流支路的输出节点和地之间；第四电阻，所述第四电阻连接在第四镜像电流支路的输出节点和地之间； 所述多个电阻，还包括:第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述第五电阻的第一端和第六电阻的第一端分别连接第一镜像电流支路的输出节点和第二镜像电流支路的输出节点，所述第五电阻的第二端和第六电阻的第二端同时连接第七电阻的第一端，所述第七电阻的第二端连接第三镜像电流支路的输出节点。2.根据权利要求1所述的非线性补偿的基准电压源电路，其特征在于，所述第一镜像电流支路由第一 MOS管组成，第二镜像电流支路由第二 MOS管组成，第三镜像电流支路由第三MOS管组成，第四镜像电流支路由第四MOS管组成;所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管的源极均接工作电压，所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管的栅极均接所述运算放大器的输出端，所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管的漏极分别为第一镜像电流支路的输出节点、第二镜像电流支路的输出节点、第三镜像电流支路的输出节点和第四镜像电流支路的输出节点。3.根据权利要求2所述的非线性补偿的基准电压源电路，其特征在于，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管的尺寸相同。4.根据权利要求2或3所述的非线性补偿的基准电压源电路，其特征在于，所述第一MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管都为PMOS管。5.根据权利要求1所述的非线性补偿的基准电压源电路，其特征在于，所述第五电阻的阻值与第六电阻的阻值相等，且第五电阻的阻值大于等于第一镜像电流支路的输出节点和第二镜像电流支路的输出节点之间的输出电阻。6.根据权利要求1所述的非线性补偿的基准电压源电路，其特征在于，所述三个双极型晶体管都为PNP管。7.根据权利要求1所述的非线性补偿的基准电压源电路，其特征在于，所述三个双极型晶体管都为NPN管。
【文档编号】G05F3/28GK105892554SQ201610485380
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】邵博闻
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司