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专利号: 2019111558692
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种采用负反馈箝位技术的带隙基准电路,其特征在于,包括:带隙基准电流源偏置电路(1)及带隙基准核心电路(2),其中所述带隙基准电流源偏置电路(1)的信号输出端与所述带隙基准核心电路(2)的信号输入端相连接;所述带隙基准电流源偏置电路(1)为所述带隙基准核心电路(2)提供偏置电流信号,所述带隙基准核心电路(2)通过采用由NPN型三极管Q3、NPN型三极管Q4、电阻R3、NMOS管M9、电阻R4以及电阻R2a组成负反馈电路结构实现的箝位技术,取代运算放大器箝位技术产生高性能带隙基准参考电压;

所述带隙基准核心电路(2)包括:NMOS管M9、NMOS管M10、NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2、NPN型三极管Q3、NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5、电阻R1a、电阻R1b、电阻R2a、电阻R2b、电阻R3、电阻R4以及电容C1,其中NPN型三极管Q5的集电极与PMOS管M4的漏极相连,NPN型三极管Q5的发射极与电阻R2的一端相连,电阻R2的另一端与外部地线GND相连,电阻R4的一端分别与PMOS管M6的漏极、NMOS管M9的源极、NMOS管M10的漏极以及采用负反馈箝位技术的带隙基准电路的输出端VREF相连,电阻R4的另一端分别与NPN型三极管Q5的基极、电阻R2b的一端、电阻R2a的一端以及NPN型三极管Q4的基极相连,电阻R2b的另一端分别与NPN型三极管Q1的基极、电阻R1b的一端相连,电子R1b的另一端分别与NPN型三极管Q2的基极以及NPN型三极管Q1的集电极相连,NPN型三极管Q1的发射极与外部地线GND相连,电阻R2a的另一端分别与NPN型三极管Q2的集电极、NPN型三极管Q3的基极以及电容C1的一端相连,电容C1的另一端分别与PMOS管M8的漏极、NMOS管M9的栅极以及NPN型三极管Q4的集电极相连,NMOS管M9的漏极与外部电源VDD相连,NPN型三极管Q2的发射极与电阻R1a的一端相连,电阻R1a的另一端与外部地线GND相连,NPN型三极管Q4的发射极与电阻R3的一端相连,电阻R3的另一端与NPN型三极管Q3的集电极相连,NPN型三极管的发射极与外部地线GND相连,NMOS管M10的栅极与偏置电压Vb相连,NMOS管M10的源极与外部地线相连。

2.根据权利要求1所述的一种采用负反馈箝位技术的带隙基准电路,其特征在于,所述带隙基准电流源偏置电路(1)包括:PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、PMOS管M5、PMOS管M6、PMOS管M7、PMOS管M8、电阻R5以及电流源ISS,其中PMOS管M1的源极分别与PMOS管M3的源极、PMOS管M5的源极、PMOS管M7的源极以及外部电源VDD相连,PMOS管M1的漏极与PMOS管M2的源极相连,PMOS管M1的栅极分别与PMOS管M3的栅极、PMOS管M5的栅极、PMOS管M7的栅极、PMOS管M2的漏极以及电阻R5的一端相连,电阻R5的另一端分别与PMOS管M2的栅极、PMOS管M4的栅极、PMOS管M6的栅极、PMOS管M8的栅极以及电流源ISS的一端相连,电流源ISS的另一端与外部地线GND相连,PMOS管M3的漏极与PMOS管M4的源极相连,PMOS管M5的漏极与PMOS管M6的源极相连,PMOS管M7的漏极与PMOS管M8的源极相连。

3.根据权利要求2所述的一种采用负反馈箝位技术的带隙基准电路,其特征在于,所述带隙基准电流源偏置电路(1)中,PMOS管M1的栅极接PMOS管M2的漏极以及PMOS管M3的栅极接电阻R5的高电位端,从而降低外部电源VDD的电压;PMOS管M3与PMOS管M4、PMOS管M5与PMOS管M6、PMOS管M7与PMOS管M8分别构成共源共栅电流源结构并为所述带隙基准核心电路(2)提供偏置电流,进而提高带隙基准电路的电源抑制比。

4.根据权利要求1所述的一种采用负反馈箝位技术的带隙基准电路,其特征在于,所述带隙基准核心电路(2)中NPN型三极管Q3、电阻R3、NPN型三极管Q4、NMOS管M9、电阻R4以及电阻R2a构成负反馈回路进而形成负反馈箝位技术,NPN型三极管Q2的发射极面积是NPN型三极管Q1的m倍,NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q3、NPN型三极管Q4与NPN型三极管Q5完全一样。

5.根据权利要求4所述的一种采用负反馈箝位技术的带隙基准电路,其特征在于,所述NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2、NPN型三极管Q3、NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5的电流放大系数均远远大于1,则流过电阻R2a的电流IR2a与流过电阻R2b的电流IR2b有流过电阻R4的电流IR4为有 式中,q为电子电荷量,k为波尔兹曼常数,T为绝对温度,R1为电阻R1a与电阻R1b的阻值,m为NPN型三极管Q2的发射极面积与NPN型三极管Q1的发射极面积之比。

6.根据权利要求4所述的一种采用负反馈箝位技术的带隙基准电路,其特征在于,输出电压VREF为 式中,VBE3为NPN型三极管Q3的基极-发射极电压,

R2为电阻R2a及电阻R2b的阻值,R4为电阻R4的阻值,R1为电阻R1a与电阻R1b的阻值,q为电子电荷量,k为波尔兹曼常数,T为绝对温度,m为NPN型三极管Q2的发射极面积与NPN型三极管Q1的发射极面积之比,其中VBE3具有负温度系数电压, 具有正温度特性,通过在室温Tr处选择参数m、R1、R2、R4使得 从而获得低温漂特性的带隙基准参考电压。