1.一种高阶温度补偿带隙基准电路,其特征在于,包括启动电路(1)、双极型带隙基准电路(2)、分段线性温度补偿电路(3)以及ΔVGS温度补偿电路(4),其中,所述启动电路(1)的启动信号输出端分别连接所述双极型带隙基准电路(2)的启动信号输入端以及所述ΔVGS温度补偿电路(4)的启动信号输入端,所述双极型带隙基准电路(2)的信号输出端分别连接所述启动电路(1)的电压信号输入端以及所述分段线性温度补偿电路(3)的信号输入端,所述启动电路(1)使得带隙基准电路正常工作,所述双极型带隙基准电路(2)产生低温度系数的带隙参考电压,所述分段线性温度补偿电路(3)产生温度分段线性补偿电压,所述ΔVGS温度补偿电路(4)产生ΔVGS温度补偿电压,所述分段线性温度补偿电路(3)以及ΔVGS温度补偿电路(4)对所述双极型带隙基准电路(2)进行温度补偿,即将所述分段线性温度补偿电路(3)产生的温度分段线性补偿电压和所述ΔVGS温度补偿电路(4)产生的ΔVGS温度补偿电压加入到所述双极型带隙基准电路(2)产生的带隙参考电压中。
2.根据权利要求1所述的高阶温度补偿带隙基准电路,其特征在于,
所述启动电路(1)包括:PMOS管MS1、PMOS管MS2、NMOS管MS3、NMOS管MS4、NMOS管MS5以及NMOS管MS6,所述双极型带隙基准电路(2)包括:PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、PMOS管M5、误差放大器A1、误差放大器A2、PNP型三极管Q1、PNP型三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及电阻R5,所述分段线性温度补偿电路(3)包括:PMOS管M6、PMOS管M9、PMOS管M10、PMOS管M11、PMOS管M13、PMOS管M14、PMOS管M15、NMOS管M7、NMOS管M8以及NMOS管M12,所述ΔVGS温度补偿电路(4)包括:PMOS管M16、PMOS管M17、PMOS管M18、NMOS管M19、NMOS管M20、误差放大器A3、电阻R6以及电阻R7;
其中,在所述启动电路(1)中PMOS管MS1的源极与外部电源VDD相连,PMOS管MS1的栅极与PMOS管MS1的漏极以及PMOS管MS2的源极相连,PMOS管MS2的栅极与PMOS管MS2的漏极、NMOS管MS3的漏极、NMOS管MS4的栅极、NMOS管MS5的栅极以及NMOS管MS6的栅极相连,NMOS管MS3的源极与NMOS管MS4的源极、NMOS管MS5的源极、NMOS管MS6的源极以及外部地线GND相连;
在所述双极型带隙基准电路(2)中PMOS管M1的源极与PMOS管M2的源极、PMOS管M3的源极、PMOS管M4的源极、PMOS管M5的源极以及外部电源VDD相连,PMOS管M1的漏极与PNP型三极管Q1的发射极以及误差放大器A1的反向输入端相连,PMOS管M1的栅极与PMOS管M2的栅极、PMOS管M4的栅极、PMOS管M9的栅极、PMOS管M13的栅极、NMOS管MS5的漏极以及误差放大器A1的输出端相连,PNP型三极管Q1的基极与PNP型三极管Q1的集电极、PNP型三极管Q2的基极、PNP型三极管Q2的集电极以及外部地线GND相连,PMOS管M2的漏极与误差放大器A1的正向输入端、误差放大器A2的反向输入端以及电阻R1相连,电阻R1的另一端与PNP型三极管Q2的发射极相连,PMOS管M3的栅极与误差放大器A2的输出端、NMOS管MS4的漏极、PMOS管M5的栅极以及PMOS管M6的栅极相连,PMOS管M3的漏极与误差放大器A2的正向输入端以及电阻R2相连,电阻R2的另一端与外部地线GND相连,PMOS管M4的漏极与PMOS管M5的漏极、带隙基准输出端VREF、NMOS管MS3的栅极以及电阻R3相连,电阻R3的另一端与PMOS管M16的漏极以及电阻R4相连,电阻R4的另一端与PMOS管M11的漏极、PMOS管M15的漏极以及电阻R5相连,电阻R5的另一端与外部地线GND相连;
在所述分段线性温度补偿电路(3)中PMOS管M6的源极与PMOS管M9的源极、PMOS管M10的源极、PMOS管M11的源极、PMOS管M13的源极、PMOS管M14的源极、PMOS管M15的源极以及外部电源VDD相连,PMOS管M6的漏极与NMOS管M7的漏极、NMOS管M7的栅极、NMOS管M8的栅极以及NMOS管M12的栅极相连,NMOS管M7的源极与NMOS管M8的源极、NMOS管M12的源极以及外部地线GND相连,PMOS管M9的漏极与PMOS管M10的栅极、PMOS管M10的漏极、PMOS管M11的栅极以及NMOS管M8的漏极相连,PMOS管M13的漏极与PMOS管M14的栅极、PMOS管M14的漏极、PMOS管M15的栅极以及NMOS管M12的漏极相连;
在所述ΔVGS温度补偿电路(4)中PMOS管M16的源极与PMOS管M17的源极、PMOS管M18的源极以及外部电源VDD相连,PMOS管M16的栅极与NMOS管MS6的漏极、PMOS管M17的栅极、PMOS管M18的栅极以及误差放大器A3的输出端相连,PMOS管M17的漏极与NMOS管M19的栅极、误差放大器A3的反向输入端以及电阻R6相连,电阻R6的另一端与NMOS管M19的漏极相连,NMOS管M19的源极与NMOS管M20的源极以及外部地线GND相连,PMOS管M18的漏极与误差放大器A3的正向输入端以及电阻R7相连,电阻R7的另一端与NMOS管M20的栅极以及NMOS管M20的漏极相连。
3.根据权利要求2所述的高阶温度补偿带隙基准电路,其特征在于,所述双极型带隙基准电路(2)中PMOS管M1与PMOS管M2具有相同的宽长比,PMOS管M4与PMOS管M2具有相同的宽长比,则PMOS管M4的漏极电流I4在电阻R3、电阻R4及电阻R5上产生的电压VPTAT为:式中,α是PNP型三极管Q2与PNP型三极管Q1的发射极面积之比,
k是玻耳兹曼常数,T是绝对温度,q是电子电荷,R1是电阻R1的阻值,R3是电阻R3的阻值,R4是电阻R4的阻值,R5是电阻R5的阻值;
PMOS管M5与PMOS管M3具有相同的宽长比,PMOS管M5的漏极电流I5在电阻R3、电阻R4及电阻R5上产生的电压VCTAT为: 式中,VEB1是PNP型三极管Q1的发射极-基极电压,R2是电阻R2的阻值。
4.根据权利要求2所述的高阶温度补偿带隙基准电路,其特征在于,所述分段线性温度补偿电路(3)中PMOS管M6宽长比是PMOS管M3宽长比的β1倍,NMOS管M7与NMOS管M8具有相同的宽长比,PMOS管M9宽长比是PMOS管M2宽长比的β2倍,PMOS管M11宽长比是PMOS管M10宽长比的β3倍,则PMOS管M11的漏极电流I11在电阻R5上产生电压VNL1为式中,Tr1为参考电压;
PMOS管M13宽长比是PMOS管M2宽长比的β4倍,NMOS管M12与NMOS管M7具有相同的宽长比,PMOS管M15宽长比是PMOS管M14宽长比的β5倍,则PMOS管M15的漏极电流I15在电阻R5上产生电压VNL2为式中,Tr2为参考电压,且Tr2<Tr1。
5.根据权利要求2所述的高阶温度补偿带隙基准电路,其特征在于,所述ΔVGS温度补偿电路(4)中,PMOS管M17与PMOS管M18具有相同的宽长比,且PMOS管M17与PMOS管M18均工作在饱和区,NMOS管M20宽长比是NMOS管M19宽长比的β7倍,且NMOS管M19与NMOS管M20均工作在亚阈值区,PMOS管M16宽长比是PMOS管M18宽长比的β6倍,电流I16在电阻R4与电阻R5上产生的压降VBGR_MOS为式中,R7是电阻R7的阻值,E、F与G均为正的常数。
6.根据权利要求2所述的高阶温度补偿带隙基准电路,其特征在于,所述的高阶温度补偿带隙基准电路的输出电压VREF为
VREF=(VCTAT+VPTAT)+(VBGR_MOS+VNL1+VNL2)。