一种具有高阶温度补偿电路的电压基准源

摘要

一种具有高阶温度补偿电路的电压基准源，属于电子技术领域。包括启动及正温系数电流产生电路、负温系数电流产生电路、高阶温度补偿电流产生电路以及叠加求和输出电路。通过增加的高阶温度补偿电路产生电路对三极管基极与发射极电压之间的导通电压VBE进行线性化，得到一个与PN结电压的高阶温度量近似一致的高阶补偿量，经比例抵消后从根本上消除PN结电压的高阶温度系数，从而实现一种更低低温度系数的CMOS电压基准源。本发明采用成本较低的普通CMOS工艺制作，具有极低的温度系数、较小的功耗和面积，可用于模拟、数模混合电路需要产生低温度系数的基准电路中。

主权项

一种具有高阶温度补偿电路的电压基准源，包括启动及正温系数电流产生电路、负温系数电流产生电路、高阶温度补偿电流产生电路以及叠加求和输出电路；所述启动及电路正温系数电流产生电路由PMOS管PS1、PA1和PA2，NMOS管NS1、NS2、NA1和NA2，三极管Q1和Q2，以及电阻R1组成；PS1、PA1和PA2管的源极和衬底端接直流电源VIN，PS1管的漏极接NS1管的栅极和NS2管的漏极；PS1管和NS2管的栅极互连并接NA1、NA2管的栅极和PA2、NA2管的漏极；PA1管的漏极接NA1管的漏极，NA1管的源极通过电阻R1接三极管Q1的发射极，NA2管的源极接三极管Q2的发射极；NS1、NS2管的源极和衬底端接地，三极管Q1、Q2的基极和集电极接地；所述负温系数电流产生电路由PMOS管PA3、PA4和PA5，第一电压‑电流转换模块V‑I，以及三极管Q3组成；PA3、PA4和PA5管的源极和衬底端接直流电源VIN，PA3、PA4管的栅极互连并接启动及电路正温系数电流产生电路中PA1管的栅极，PA3管的漏极接第一电压‑电流转换模块V‑I的端口1，PA4管的漏极接第一电压‑电流转换模块V‑I的端口2，PA5管的栅极和漏极互连并接第一电压‑电流转换模块V‑I的端口3，第一电压‑电流转换模块V‑I的端口4接三极管Q3的发射极，三极管Q3的基极、集电极和第一电压‑电流转换模块V‑I的端口5接地；所述高阶温度补偿电流产生电路由12个PMOS管PA6～PA17，4个NMOS管NA3～NA6，第二、三电压‑电流转换模块V‑I，以及2个三极管Q5、Q6组成；12个PMOS管PA6～PA17的源极和衬底端接直流电源VIN；PA6管的栅极PA5管的栅极，PA7、PA12和PA13管的栅极互连并接启动及电路正温系数电流产生电路中PA1管的栅极；PA6、PA7管的漏极互连并接NA3管的栅极和漏极以及NA4管的栅极；PA8管和PA9管的栅极互连并接PA8管和NA4管的漏极以及PA10管的栅极；PA9管的漏极接第二电压‑电流转换模块V‑I的端口1，PA10管的漏极接第二电压‑电流转换模块V‑I的端口2，PA11管的栅极和漏极互连并接第二电压‑电流转换模块V‑I的端口3和PA16管的栅极，第二电压‑电流转换模块V‑I的端口4接三极管Q4的发射极；PA12管的漏极接第三电压‑电流转换模块V‑I的端口1，PA13管的漏极接第三电压‑电流转换模块V‑I的端口2，P14管的栅极和漏极互连并接P15管的栅极和第三电压‑电流转换模块V‑I的端口3，第三电压‑电流转换模块V‑I的端口4接三极管Q5的发射极；NA5管的栅极和漏极互连并接PA15管的漏极和NA6管的栅极；PA17管的栅极和漏极互连并接PA16管和NA6管的漏极；4个NMOS管NA3～NA6的源极和衬底端，三极管Q5、Q6的基极和集电极，以及第三电压‑电流转换模块V‑I的端口5接地；所述叠加求和输出电路由3个PMOS管PA18～PA20和1个电阻R2组成。3个PMOS管PA18～PA20的源极和衬底端接直流电源VIN；PA18管的栅极接高阶温度补偿电流产生电路中PA17管的栅极，PA18、PA19和PA20管的漏极共接并通过电阻R2接地；PA19管的栅极接启动及电路正温系数电流产生电路中PA1管的栅极，PA20管的栅极接负温系数电流产生电路中PA5管的栅极；所述第一、二、三电压‑电流转换模块V‑I具有相同的电路结构，由三个NMOS管NB1、NB2和NB3以及两个电阻R3、R4组成；NB1管的栅极、漏极和NB2管的栅极共接并作为电压‑电流转换模块V‑I的端口1，NB2管的漏极和NB3管的栅极相连并作为电压‑电流转换模块V‑I的端口2，NB3管的漏极作为电压‑电流转换模块V‑I的端口3，NB2管的源极通过电阻R4与电压‑电流转换模块V‑I的端口4相连，NB1管和NB3的源极相连并通过电阻R3与电压‑电流转换模块V‑I的端口5相连。