一种齐纳偏置型基准源电路

本发明涉及模拟集成电路，尤其涉及一种齐纳偏置型基准源电路。

背景技术：

1、基准源是模拟集成电路中的基础功能模块，广泛应用于电源管理芯片、模数转换器、数模转换器、振荡器等模拟系统中，其温度稳定性、电源抑制能力和负载调整能力等对系统稳定性影响较大。因此，基准源电路的设计在模拟集成电路中具有重要意义。

2、传统的基准源电路通常可采用电阻分压、pn结正向压降、齐纳二极管反向击穿或带隙基准等方式实现。其中，电阻分压型基准结构简单，但电源抑制能力较弱；pn结压降型基准可利用二极管或双极型晶体管的结电压产生参考电压，但温度稳定性有限；简单齐纳基准源可利用齐纳二极管的击穿特性产生相对稳定的参考电压，但其输出精度、噪声特性和负载驱动能力容易受到偏置电流及外部负载变化的影响；带隙基准源能够通过正、负温度系数电压的叠加改善温度稳定性，但其通常需要较复杂的偏置、放大和启动结构。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种齐纳偏置型基准源电路，改善基准源电路中启动可靠性不足、内部偏置稳定性较差、输出参考电压易受工艺偏差影响、输出电压在负载变化时稳定性不足以及输出级缺少有效过流保护的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种齐纳偏置型基准源电路，包括启动偏置单元、辅助齐纳偏置单元、电流镜偏置单元、输入偏置单元、误差放大单元、输出缓冲单元、过流保护单元以及反馈修调单元；

3、启动偏置单元和辅助齐纳偏置单元均与电流镜偏置单元的输入端相连接，分别用于向电流镜偏置单元输入第一内部偏置电压和第二内部偏置电压；电流镜偏置单元的输出端与输入偏置单元、误差放大单元、输出缓冲单元以及过流保护单元相连接，过流保护单元与输出缓冲单元相连接，参考电压输出端与反馈修调单元，反馈修调单元与误差放大单元相连接，反馈修调单元用于对vref输出端的输出参考电压进行采样，并将采样信号反馈至误差放大单元，误差放大单元用于比较内部参考输入信号与反馈的采样信号，并根据内部参考输入信号与反馈的采样信号的差值输出驱动控制信号，输出缓冲单元用于接收误差放大单元输出的驱动控制信号，并向vref输出端提供驱动能力。

4、优选的，启动偏置单元包括第一场效应管和第一稳压管；

5、第一场效应管的栅极与源极短接并与电源电压相连接，第一场效应管的漏极与第一稳压管的阴极连接，且第一场效应管的漏极与第一稳压管的连接处作为启动偏置单元的输出端，启动偏置单元的输出端连接到电流镜偏置单元的第一输入端，第一稳压管的阳极接地。

6、优选的，辅助齐纳偏置单元包括第二稳压管和第一二极管；

7、第二稳压管的阳极与第一二极管的阳极相连接，第二稳压管的阴极作为辅助齐纳偏置单元的输出端，辅助齐纳偏置单元的输出端连接到电流镜偏置单元的第二输入端，第一二极管的阴极接地。

8、优选的，电流镜偏置单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管和第七三极管；

9、第一电阻、第二电阻以及第三电阻的一端均与电源电压相连接，第一电阻另一端与第二三极管的发射极相连接，第二电阻另一端与第三三极管的发射极连接，第三电阻的另一端与所述第四三极管的发射极连接；

10、第二三极管的基极、第三三极管的基极以及第四三极管的基极相连接并连接至第一三极管的集电极和第六三极管的集电极，第一三极管的基极为电流镜偏置单元的第一输入端，用于接收启动偏置单元输出端的启动偏置信号；

11、第一三极管的发射极与第七三极管的发射极相连接，且为电流镜偏置单元的第一输出端；第五三极管的集电极和基极短接，第五三极管的集电极与第二三极管的集电极相连接，第五三极管的基极与第六三极管的基极相连接，第五三极管的发射极为电流镜偏置单元的第三输出端，第七三极管的基极为第二输入端接入辅助齐纳偏置单元的输出端信号，第七三极管的集电极与第六三极管的发射极相连接，第四三极管的集电极为电流镜偏置单元的第二输出端。

12、优选的，输入偏置单元包括第四电阻、第五电阻、第六电阻和第十一三极管；

13、第四电阻的一端与电流镜输出单元的第一输出端相连接，第四电阻的另一端与第五电阻的一端相连接，且第四电阻与第五电阻的连接处为输入偏置单元的第一输出端，第五电阻的另一端与第十一三极管的集电极相连接，第十一三极管的集电极和基极短接，短接处为输入偏置单元的第二输出端，第十一三极管的发射极与第六电阻的一端相连接，第六电阻r6的另一端接地。

14、优选的，误差放大单元包括第八三极管、第九三极管、第十三极管、第十二三极管、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第一电容；

15、第八三极管的集电极与电源电压相连接，第八三极管的基极与电流镜偏置单元的第三输出端相连接，第八三极管的发射极与第九三极管的集电极相连接，第九三极管的基极与第八电阻的一端相连接，第八电阻的另一端与输入偏置单元的第一输出端相连接，第九三极管的发射极和第十三极管的发射极相连接并与第十二三极管的集电极相连接，第十二三极管的基极与输入偏置单元的第二输出端相连接，第十二三极管的发射极与第七电阻的一端相连接，第七电阻的另一端接地，第十三极管的集电极和第一电容的正端相连接，接收电流镜偏置单元第二输出端输出的信号，第十三极管的基极与第一电容的负端相连，共同与第九电阻的一端相连接。第九电阻的另一端与反馈修调单元相连接，用于接收反馈修调单元的第二输出端输出的反馈电压信号。

16、优选的，输出缓冲单元包括第十三三极管、第十四三极管和第十电阻；

17、第十三三极管的集电极和第十四三极管的集电极均连接电源电压，第十三三极管的基极与电流镜偏置单元的第二输出端相连接，用于接收误差放大单元的驱动控制信号，第十三三极管的发射极与第十四三极管的基极相连接并共同接在第十电阻的一端，第十电阻的另一端和第十四三极管的发射极相连接。

18、优选的，过流保护单元包括第十五三极管和第十一电阻；

19、第十五三极管的集电极与电流镜偏置单元的第二输出端相连接，第十五三极管的基极和第十一电阻的一端相连接，第十一电阻的一端与第十四三极管的发射极相连接，第十五三极管的发射极与第十一电阻的另一端相连接，并作为vref输出端。

20、优选的，反馈修调单元包括第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第一熔丝、第二熔丝、第三熔丝和第四熔丝；

21、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻以及第十七电阻依次串联设置，第十二电阻的一端与vref输出端相连接，第十二电阻与第十三电阻的连接端与fp0端相连接，fp0端与第一熔丝的一端相连接，第十三电阻与第十四电阻的连接端与fp1端相连接，第一熔丝的另一端和第二熔丝的一端均与fp1端相连接，第十四电阻与第十五电阻的连接端与fp2端相连接，第二熔丝的另一端和第三熔丝的一端均与fp2端相连接，第十五电阻与第十六电阻的连接端与fp3端相连接，第三熔丝的另一端和第四熔丝的一端均与fp3端相连接，第十六电阻与第十七电阻的连接端通过第十八电阻与fp4端相连接，第四熔丝的另一端与fp4端相连接，第十七电阻一端与第九电阻的另一端相连接，第十七电阻的另一端接地。

22、因此，本发明采用上述一种齐纳偏置型基准源电路，具有的有益效果为：

23、（1）基于双极工艺能够充分利用双极器件结电压和齐纳击穿电压的稳定特性，形成适合双极工艺实现的参考电压产生结构，辅助齐纳偏置单元采用第二稳压管和第一二极管串联的齐纳偏置结构，建立内部偏置电位，相比简单电阻分压偏置，偏置电位受输入电源变化的影响较小，有利于提高后级电流镜偏置单元和误差放大单元的工作稳定性。

24、（2）反馈修调单元对输出参考电压进行校准，并通过输出缓冲单元和过流保护单元提高负载驱动能力和异常负载保护能力，从而改善双极工艺下参考电压输出的一致性和可靠性。

25、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。