本發明專利技術屬于集成電路芯片技術。本發明專利技術公開了一種具有曲率補償技術的高PSRR低噪聲帶隙基準電路，包括：通過固定節點連接的帶隙核心電路、補償濾波電路、啟動電路；能夠滿足各種高精度、高穩定性和低功耗應用(例如精密測量儀器或精密模擬電路)的需求。該電路包括啟動電路、核心電路和補償濾波電路。采用非線性補償電路降低了帶隙基準的溫度漂移系數；采用自適應動態環路結構提高了帶隙基準的PSRR。本發明專利技術與傳統帶隙結構相比，具有更高的電源抑制能力和輸出精度，且具有更低的噪聲和溫度系數。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于集成電路，具體涉及一種曲率補償的高psrr(power?supplyripple?rejection?ratio)低噪聲帶隙基準電路及其控制方法。
技術介紹
1、在現代模擬和混合信號集成電路設計中，帶隙基準電路是一種至關重要的模塊，廣泛應用于電源管理、模數轉換器(adc)、數模轉換器(dac)以及傳感器接口等系統。其主要功能是提供一個穩定的參考電壓，以確保系統在各種工作條件下的性能穩定性和精度。
2、傳統的帶隙基準電路如圖1所示，其基本原理是利用運放opa鉗位使a、b兩點電壓值相等，pnp三級管的q1和pnp三級管q2的基極-發射極電壓之差產生正溫度系數電壓δvbe，通過電阻r1產生正溫度系數電流(iptat)，電流鏡像到電阻r2所在支路生成正溫度系數的電壓，pnp三級管的基極-發射極(be)結電壓vbe3本身具有負溫度特性，兩者疊加，生成一個經過一階溫度補償的基準電壓vref，式中vt為熱電壓，n為pnp三極管q1和pnp三極管q2發射極面積比。
3、對于圖l的電路結構，引入運算放大器一定程度上提高了精度，但運算放大器本身也會引入電源紋波，此外運算放大器存在失調電壓，導致該結構的psrr能力仍然有限。此外三極管基極-發射極(be)結電壓vbe本身存在與溫度相關的高階非線性分量，仍會使得參考電壓有較大的溫漂系數，不能滿足現代高精度電路的需求。因此針對上述問題，本文在上述電路的基礎上設計了一種高階曲率補償的高psrr低噪聲帶隙基準電路。
技術實現思路
1、為解決上述電路存在的技術問題，提出一種高階曲率補償的高psrr低噪聲帶隙基準電路，進一步提高psrr；降低溫度系數、噪聲，本專利技術詳細技術方案如下：
2、一種曲率補償的高psrr低噪聲帶隙基準電路，所述電路包括：通過固定節點連接的帶隙核心電路、補償濾波電路、啟動電路；
3、所述帶隙核心電路，用于產生正溫度系數電流iptat和一階基準電壓vref1；
4、所述補償濾波電路，用于對帶隙核心電路產生的一階基準電壓vref1和正溫度系數電流iptat進行補償，產生所述補償濾波電路的正溫度系數補償電流和負溫度系數電流，所述補償濾波電路的正溫度系數補償電流和所述負溫度系數電流相互作用產生補償電流，所述補償電流對所述一階基準電壓vref1的低溫溫度項進行補償；所述補償電流經過鏡像之后補償所述一階基準電壓vref1中的高階溫度項，補償后的一階基準電壓vref1的電壓信號經過低通濾波得到低溫度系數基準電壓vref2；
5、所述啟動電路，用于為所述帶隙核心電路提供啟動電流，實現帶隙基準電路的軟啟動，確保電路能夠從零電壓正確啟動并達到穩定狀態，等整個電路正常工作后，所述低溫度系數基準電壓vref2的電壓信號控制所述啟動電路關閉，從而關閉啟動電路中的部分大電流，降低整體功耗。
6、優選的，所述帶隙核心電路，包括：pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp3；nmos管mn1、nmos管mn2；pnp三級管q1、pnp三級管q2、運算放大器opa；其中pmos管mp1的源極、pmos管mp2的源極、pmos管mp3的源極連接電源vdd；
7、所述補償濾波電路，包括：pmos管mp4、pmos管mp5、pmos管mp6；nmos管mn3、nmos管mn4、nmos管mn5、nmos管mc2；pnp三極管q3；
8、所述啟動電路，包括：pmos管ms1、pmos管ms2、pmos管ms3、pmos管ms4、pmos管ms6、pmos管ms7、pmos管ms8、pmos管ms9；nmos管ms5、nmos管ms10；
9、所述帶隙核心電路中pmos管mp1的柵極和漏極連接，所述pmos管mp1的柵極、pmos管mp2的柵極、pmos管mp3的柵極、補償濾波電路中pmos管mp4的柵極連接；nmos管mn1的漏極、pmos管mp1的漏極連接，nmos管mn1的柵極、啟動電路中nmos管ms10的柵極連接，nmos管ms10的柵極和漏極連接；nmos管mn1的源極、nmos管mn2的漏極連接；運算放大器opa的輸出與nmos管mn2的柵極連接；pmos管mp2的漏極連接運算放大器opa內部偏置電流源；pmos管mp3的漏極、運算放大器opa的反向輸入端x連接，運算放大器opa的同向輸入端y、pnp三極管q2的發射極連接；pnp三極管q1的基極和集電極連接，pnp三極管q1的基極、pnp三極管q2的基極、pnp三極管q3的基極連接，pnp三極管q1的集電極、pnp三極管q2的集電極、pnp三極管q3的集電極接地；
10、所述補償濾波電路中pmos管mp4的源極、pmos管mp5的源極、pmos管mp6的源極連接到電源正極；nmos管mn3的柵極和漏極連接，所述pmos管mp4的漏極與nmos管mn3漏極連接，nmos管mn3的柵極、nmos管mn4的柵極、nmos管mn5的柵極連接；nmos管mn3的源極、pnp三極管q3的發射極連接；nmos管mn4的漏極、nmos管mn5的漏極、pmos管mp5的漏極連接，pmos管mp5的漏極和柵極連接，pmos管mp5的柵極、pmos管mp6的柵極連接；pnp三極管q3的集電極、nmos管mn5的源極、nmos管mc2漏極和源極連接之后的連接點接地；
11、所述啟動電路中pmos管ms1的源極、pmos管ms2的源極、pmos管ms3的源極、pmos管ms4的源極、pmos管ms6的源極、pmos管ms7的源極、pmos管ms8的源極、pmos管ms9的源極連接電源正極；pmos管ms1的柵極和漏極連接，pmos管ms1的柵極、pmos管ms6的漏極、pmos管ms2的柵極連接，pmos管ms1的漏極、pmos管ms7的柵極、pmos管ms8的柵極、pmos管ms9的柵極、pmos管ms4的漏極連接；pmos管ms2的漏極、pmos管ms3的漏極、nmos管ms5的漏極連接；nmos管ms10的柵極和漏極連接，nmos管ms10的柵極、nmos管mn1的柵極連接；nmos管ms5的源極接地。
12、優選的，所述帶隙核心電路，還包括：電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r11；所述電阻r1的兩端分別連接pmos管mp3的漏極、運算放大器opa的負極，所述電阻r2的兩端分別連接pmos管mp3的漏極、運算放大器opa的正極，所述電阻r3的兩端分別連接運算放大器opa的負極、pnp三極管q1的發射極，所述電阻r11連接nmos管mn2的源極之后接地；
13、所述補償濾波電路，還包括：電阻r4、電阻r5、電阻r6、電阻r7、電阻r8、電容c1；所述電阻r4連接nmos管mn4的源極之后接地；所述電阻r5一端連接pmos管mp6的漏極，所述電阻r5另一端連接所述電阻r6一端，所述電阻r6一端連接所述電阻r7一端、電阻r8一端；所述電阻r6另一端連接所述核心電路的輸出一階基準電壓vref1本文檔來自技高網
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【技術保護點】
1.一種曲率補償的高PSRR低噪聲帶隙基準電路，其特征在于，所述電路包括：通過固定節點連接的帶隙核心電路(1)、補償濾波電路(2)、啟動電路(3)；
2.根據權利要求1所述的電路，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的電路，其特征在于，
4.根據權利要求2所述的電路，其特征在于，
5.根據權利要求2所述的電路，其特征在于，所述PNP三極管Q1、PNP三極管Q2、PNP三極管Q3組成第二電流鏡組成第二電流鏡，所述第二電流鏡為補償濾波電路(2)中的PNP三級管Q3提供偏置。
6.根據權利要求2所述電路，其特征在于，PMOS管MS1、PMOS管MS2組成第五電流鏡；所述NMOS管MN1、NMOS管MS10組成第六電流鏡；所述的第六電流鏡為核心電路(1)中的NMOS管MN1提供偏置。
7.根據權利要求4所述的電路，其特征在于，所述核心電路(1)通過控制分配所述第一電流鏡中PMOS管MP3、PMOS管MP2、PMOS管MP1的各自的寬長比，從而調整第一電流鏡與運算放大器OPA構成的環路的電流，進而實現對工作電流的控制。
8.根據權利要求3所述的電路，其特征在于，所述電阻R8、電容C1、NMOS管MC2構成一階RC低通濾波器，所述RC低通濾波器用于所述一階基準電壓VREF1的電壓信號經過低通濾波得到低溫度系數基準電壓VREF2。
9.采用如權利要求1-8任一項所述的一種曲率補償的高PSRR低噪聲帶隙基準電路的控制方法，其特征在于，
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【技術特征摘要】
1.一種曲率補償的高psrr低噪聲帶隙基準電路，其特征在于，所述電路包括：通過固定節點連接的帶隙核心電路(1)、補償濾波電路(2)、啟動電路(3)；
2.根據權利要求1所述的電路，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的電路，其特征在于，
4.根據權利要求2所述的電路，其特征在于，
5.根據權利要求2所述的電路，其特征在于，所述pnp三極管q1、pnp三極管q2、pnp三極管q3組成第二電流鏡組成第二電流鏡，所述第二電流鏡為補償濾波電路(2)中的pnp三級管q3提供偏置。
6.根據權利要求2所述電路，其特征在于，pmos管ms1、pmos管ms2組成第五電流鏡；所述nmos管mn1、nmos管ms10組...
【專利技術屬性】
技術研發人員：尹有為，楊旭，宋旭鋒，
申請(專利權)人：西安理工大學，
類型：發明
國別省市：
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