一种实现基准电压源低压高精度的电路及方法

摘要

本发明涉及一种实现基准电压源低压高精度的电路及方法，主要技术方案为在带隙核心电路上引入低阈值耗尽型NMOS管和实时监测的启动电路，将误差放大器的输出接源跟随管NMOS后给Q1和Q2提供电流，减少了系统增益，降低了失调电压对输出电压精度的影响，提高了系统稳定性；进一步地，源跟随管NMOS采用低阈值耗尽型NMOS管，降低了电源电压和基准电压间的压差，使得该结构可以工作在低压系统中；进一步地，启动电路实时监测基准输出电压，消除了输出电压过冲现象，保证基准电压快速稳定地输出。

主权项

一种实现基准电压源低压高精度的电路，其特征在于：包括带隙核心电路、启动电路及低阈值源跟随电路；低阈值源跟随电路用于保证带隙核心电路的基准输出在低压下也能稳定工作；所述启动电路监测带隙核心电路输出基准电压，从而消除输出电压的上冲现象，保证基准电压的稳定输出；所述带隙核心电路包括第一三极管Q1和第二三极管Q2；第一三极管Q1和第二三极管Q2的基极和集电极均短接；第一PNP三极管Q1的发射极分别接第一电阻R1一端和接误差放大器Amp的正相输入端X；第一电阻R1另一端接第二电阻R2一端；第二三极管Q2的面积是Q1的n倍；第二三极管Q2发射极接第三电阻R3一端，第三电阻R3另一端接第二电阻R2另一端；第二电阻R2和第三电阻R3的公共端接误差放大器Amp的反相输入端Y；误差放大器Amp的输出端接第一NMOS管NM1的栅极；所述第一NMOS管NM1的漏极接第四电阻R4一端；第四电阻R4的另一端接电源Vdd；所述低阈值源跟随电路采用源跟随结构，包括第一NMOS管NM1和第四电阻R4；第一NMOS管NM1的源极接第一电阻R1和第二电阻R2的公共端；第一电阻R1和第二电阻R2的公共端是输出端基准电压V_REF；V_REF的输出公式由以下过程推得：$\begin{array}{c}{V}_{REF}=V_{BE2}+\frac{V_{BE1}-V_{BE2}}{R3}\left(R2+R3\right)\Rightarrow V_{REF}=V_{BE2}+{\mathrm{\Delta V}}_{BE}(1+\frac{R_2}{R_3})\\ \Rightarrow V_{REF}=V_{BE2}+(1+\frac{R_2}{R_3})V_T\ln n,\end{array}$其中V_BE1为第一三极管Q1基极与集电极电压差；V_BE2为第二三极管Q2基极与集电极电压差；V_T为热电压，温度系数为+0.087mV/K，温度系数与V_T成正比；ΔV_BE为V_BE1与V_BE2的差值；n为Q2与Q1的面积之比；所述启动电路包括第一PMOS晶体管PM1、第二NMOS晶体管NM2和第三NMOS晶体管NM3；第一PMOS管PM1的栅极接偏置电压V_b，漏极接第二NMOS管NM2的栅极，源极接电源V_dd；第二NMOS管NM2的栅极接第一PMOS管PM1的漏极，漏极接所述带隙核心电路中第一NMOS管NM1的漏极，源极接接所述带隙核心电路中误差放大器Amp的正相输入端X；第三NMOS管NM3的栅极接所述带隙核心电路中输出端V_REF，漏极接第二NMOS管NM2的栅极，源极接地。