一种分段补偿且具有高电源抑制比的带隙基准电压源的制作方法

本发明涉及集成电路，特别涉及一种分段补偿且具有高电源抑制比的带隙基准电压源。

背景技术：

1、随着现代集成电路技术的不断进步，带隙基准电压源作为一种关键的电压参考源，已经广泛应用于许多集成电路系统中，如模拟-数字转换器(adc)、数字-模拟转换器(dac)以及电源管理电路等。

2、传统的带隙基准电压源多采用单一电流源和二极管的正向压降原理，在某些情况下能够提供稳定的电压，但由于工艺变化和环境因素，温度补偿的精度往往受到限制，特别是在较宽的温度范围内，因此需要分段补偿。

3、传统的带隙基准电压源在面对电源电压波动时，其输出电压的稳定性可能受到影响，尤其是在存在较大电源噪声或纹波的情况下。较低的电源抑制比可能导致基准电压的不稳定，从而影响系统的整体性能，尤其是在低噪声，高精度的应用中。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种分段补偿且具有高电源抑制比的带隙基准电压源，以提供一个高精度、不受电源噪声干扰的片上基准电压源。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种分段补偿且具有高电源抑制比的带隙基准电压源，包括：带隙基准核心电路、分段补偿电路和启动电路；

3、所述带隙基准核心电路用于产生与温度和电源电压无关的基准电压，同时用高环路增益来达到高电源抑制比；

4、所述分段补偿电路产生负温度系数电流，并向所述带隙基准核心电路中传输负温度系数电流作补偿，实现对基准电压的精细调节，进一步提高电压输出的精度，确保在不同的工作条件下输出高精度的基准电压；

5、所述启动电路用于在电路上电的过程中提供适当的电流，使得所述带隙基准核心电路迅速从简并态跳出，进入稳定工作状态，保证电路在启动时的可靠性。

6、在一种实施方式中，所述带隙基准核心电路包括第一运算放大器～第三运算放大器、第一电阻～第五电阻、第一mos管、第一npn型双极管、第二npn型双极管、第一电容、第二电容、第一修调电阻；

7、第一运算放大器的正相输入端同时接第一电阻的第一端、第一npn型双极管的集电极；第一运算放大器的反相输入端同时接第二电阻的第一端、第二npn型双极管的集电极；第一运算放大器的正相输出端接第二运算放大器的正相输入端，第一运算放大器的反相输出端接第二运算放大器的反相输入端；第三运算放大器的正相输入端同时接第二运算放大器的正相输出端和第四电阻的第一端，第四电阻的第二端接第一电容的第一端，第三运算放大器的反相输入端接第二运算放大器的反相输出端，输出端同时接第一电容的第二端、第五电阻的第一端和第一mos管的栅极；第一mos管的源极接电源vdd，漏极接第二电容的第二端；第五电阻的第二端接第二电容的第一端；第一npn型双极管的基极同时接第二npn型双极管的基极、第一电阻的第二端、第二电阻的第二端和带隙基准电压源产生的带隙基准电压vbg，，第一npn型双极管的发射极接第三电阻的第一端；第三电阻的第二端同时接第二npn型双极管的发射极和第一修调电阻的第一端；第一修调电阻的第二端接地；第二电容的第二端和第一mos管的漏极均接带隙基准电压源产生的带隙基准电压vbg。

8、在一种实施方式中，所述第一运算放大器包括第七npn型双极管～第十npn型双极管、第十电阻～第十四电阻、第三电容；

9、第七npn管的发射极接地，基极同时接自身集电极和第八npn管的基极，集电极通过第十电阻接到电源vdd；第八npn管的发射极通过第十一电阻接地，集电极同时接第九npn管的发射极和第十npn管的发射极；第九npn管的基极接正相输入端inp1，集电极同时接反相输出端outn1、第三电容的第一端和第十二电阻的第二端；第十npn管的基极接反相输入端inn1，集电极同时接正相输出端outp1、第十四电阻的第二端和第十三电阻的第二端；第三电容的第二端接第十四电阻的第一端；第十二电阻和第十三电阻的第一端同时接电源vdd。

10、在一种实施方式中，所述第二运算放大器包括第十一npn型双极管～第十三npn型双极管、第二mos管和第三mos管、第十五电阻～第十六电阻、第四电容；第十一npn管的基极接偏置电压，发射极通过第十六电阻接地，集电极同时接第十二npn管和第十三npn管的发射极；第十二npn管的基极接正相输入端inp2，集电极同时接反相输出端outn2、第四电容的第一端、第二mos管的漏极、第二mos管的栅极和第三mos管的栅极；第十三npn管的基极接反相输入端inn2，集电极同时接正相输出端outp2、第十五电阻的第二端和第三mos管的漏极；第四电容的第二端接第十五电阻的第一端；第二mos管的源极和第三mos管的源极同时接到电源vdd。

11、在一种实施方式中，所述第三运算放大器包括第四mos管～第十一mos管；第四mos管的栅极接正相输出端inp3，漏极同时接第六mos管的漏极、第六mos管的栅极和第八mos管的栅极；第六mos管的源极和第八mos管的源极同时接地；第八mos管的漏极接第十mos管的漏极；第十mos管的源极接电源vdd；第五mos管的栅极接反相输入端inn3，漏极同时接第七mos管的漏极、第七mos管的栅极和第九mos管的栅极；第七mos管的源极和第九mos管的源极同时接地；第九mos管的漏极、第十一mos管的漏极同时接到输出端out3；第十一mos管的源极接vdd，栅极接第十mos管的栅极。

12、在一种实施方式中，所述第一修调电阻用于在带隙产生与温度和电源无关的电压后，通过调整第一修调电阻的阻值，产生低温度漂移系数的电压。

13、在一种实施方式中，所述分段补偿电路包括第三npn型双极管、第六电阻～第八电阻、第二修调电阻、第一开关、第二开关；第六电阻的第二端和第七电阻的第二端接地；第三npn型双极管的发射极接第六电阻的第一端，基极接第七电阻的第一端和第八电阻的第二端，集电极接第二修调电阻的第二端；第二修调电阻的第一端接第一开关的第二端；第八电阻的第一端接第二开关的第二端；第一开关的第一端和第二开关的第一端均接带隙基准电压源产生的带隙基准电压vbg。

14、在一种实施方式中，所述启动电路包括第四npn型双极管～第六npn型双极管、第九电阻；第四npn型双极管、第五npn型双极管、第六npn型双极管的发射极同时接地；第四npn型双极管的基极同时接第五npn型双极管的基极、第六npn型双极管的基极和第九电阻的第二端；第九电阻的第一端接电源vdd。

15、本发明提供的一种分段补偿且具有高电源抑制比的带隙基准电压源，具有以下有益效果：

16、(1)本发明中分段补偿的高电源抑制比的带隙基准电压源可选，通过第一开关和第二开关的端口选择是否接入分段补偿电路，提高带隙基准电压的精确度，方便应用；

17、(2)使用三级运放的结构，提高低频环路增益，进而提高了带隙电压的电源抑制比：第一运放使用三极管作为输入对管，有效降低了失调电压，提高了带隙电压的精确度；第一和第二运放的正负输出端之间串联电阻和电容，额外引入了零点和极点，增加了相位裕度，提高了环路稳定性；

18、(3)本发明温度漂移系数典型值为17.3ppm/℃，低频电源抑制比典型值为-132db。