專利名稱：一種帶隙基準(zhǔn)源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶隙基準(zhǔn)源，尤其涉及一種應(yīng)用上與溫度無(wú)關(guān)且低噪聲的帶隙基準(zhǔn)源。
背景技術(shù)：
隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各種應(yīng)用功能的設(shè)備中都具有處理實(shí)現(xiàn)其功能的芯片。而隨著應(yīng)用環(huán)境的不同，其中的芯片有可能工作在一定的溫度范圍內(nèi)(工業(yè)_4(T85度，軍用-55 125度)，這便需要與溫度無(wú)關(guān)的基準(zhǔn)源。此外，對(duì)于高性能模擬芯片(如精密放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器等)，基準(zhǔn)源的噪聲將會(huì)影響到芯片的性能，因此基準(zhǔn)源克服溫度干擾以及降低基準(zhǔn)源的噪聲，對(duì)芯片在特定應(yīng)用環(huán)境下的高性能發(fā)揮，具有突出的意義。

發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種帶隙基準(zhǔn)源，以滿足帶隙基準(zhǔn)在溫度和噪聲方面的應(yīng)用要求。本發(fā)明目的的一種實(shí)現(xiàn)方案為一種帶隙基準(zhǔn)源，其特征在于包括一個(gè)NMOS管Mas、一個(gè)低噪誤差放大器A0、一個(gè)基極與集電極連接成二極管形式的PNP管Ql和Q2，以及分壓電阻Rs和Rf，其中所述PNP管Ql和Q2的發(fā)射極分別連接分壓電阻Rf的第一分壓支路和分壓電阻Rs、Rf相串聯(lián)的第二分壓支路，所述低噪誤差放大器的正輸入端接入第一分壓支路，且其負(fù)輸入端接入第二分壓支路的兩分壓電阻之間，所述NMOS管Mcas的柵極與低噪誤差放大器AO的輸出相連，且源極與第一、第二分壓支路匯聚相接為帶隙基準(zhǔn)源的輸出Vbg。進(jìn)一步地，所述低噪誤差放大器的結(jié)構(gòu)組成包括由NPN對(duì)管Q3和Q4組成的差分對(duì)、作為尾電流源的電阻Rtail以及由PMOS管MP3、MP4和電阻&構(gòu)成的源極負(fù)反饋負(fù)載電路，其中NPN對(duì)管Q3、Q4的基極分別為放大器的正、負(fù)輸入端，且NPN對(duì)管Q4的集電極為低噪誤差放大器的輸出。進(jìn)一步地，所述PNP管Ql具有負(fù)溫度系數(shù)，PNP管Q2的面積是PNP管Ql的8倍，且所通過(guò)的電流相同。進(jìn)一步地，所述NMOS管Mcas為零閾值器件。本發(fā)明技術(shù)方案的應(yīng)用，其所具有的顯著優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)為該帶隙基準(zhǔn)源具有溫度漂移小、噪聲低的特點(diǎn)，且可以利用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝實(shí)現(xiàn)低成本規(guī)模制造。

圖I是本發(fā)明帶隙基準(zhǔn)源的整體連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示帶隙基準(zhǔn)源的低噪誤差放大器的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0012]以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。[0013]本發(fā)明為滿足帶隙基準(zhǔn)在溫度和噪聲方面的應(yīng)用要求，創(chuàng)新提出了一種帶隙基準(zhǔn)源。該基準(zhǔn)源的特別結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括一個(gè)零閾值NMOS管Mas、一個(gè)低噪誤差放大器A0、一個(gè)基極與集電極連接成二極管形式的PNP管Ql和Q2，以及分壓電阻Rs和Rf，其中PNP管Ql和Q2的發(fā)射極分別連接分壓電阻Rf的第一分壓支路和分壓電阻Rs、Rf相串聯(lián)的第二分壓支路，該低噪誤差放大器的正輸入端接入第一分壓支路，且其負(fù)輸入端接入第二分壓支路的兩分壓電阻之間，該NMOS管MCAS的柵極與低噪誤差放大器AO的輸出相連，且源極與第一、第二分壓支路匯聚相接為帶隙基準(zhǔn)源的輸出Vbg。這其中，PNP管Ql的電壓具有負(fù)溫度系數(shù)；另一方面，PNP管Q2的面積是PNP管Ql的8倍，但通過(guò)同樣的電流，則PNP管Ql和Q2的發(fā)射極的電壓差便具有了正溫度系數(shù)。在某一溫度下，輸出Vbg具有零溫度系數(shù)。為了避免MOS管Mas的低頻1/f噪聲，帶隙基準(zhǔn)源采用電阻反饋結(jié)構(gòu)。再者，該帶隙基準(zhǔn)源中采用零閾值的NMOS管Mas，可以增大放大器的輸出范圍，因此可以使電路工作在低電源電壓條件下。如圖2所述，再?gòu)脑搸痘鶞?zhǔn)源的低噪誤差放大器進(jìn)一步來(lái)看通常三極管與MOS管相比具有更大的跨導(dǎo)，三極管的跨導(dǎo)為集電極電流I。與熱電勢(shì)vT的比值iyvT，處于飽和區(qū)MOS管的跨導(dǎo)為兩倍的漏電流與過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓的比值2 X ID/Vdsat，常溫下VT=26mV，而Vdsat一般為100mV 200mV。只要流過(guò)低噪誤差放大器的電流遠(yuǎn)小于流過(guò)核心電路中Ql和Q2的電流，就存在電壓裕度應(yīng)用NPN管作為放大器的輸入對(duì)管。而與采用MOS管做為輸入管相t匕，由于跨導(dǎo)更大，采用NPN管的放大器具有更低的噪聲。選用NPN管Q3和Q4作為放大器的輸入對(duì)管，同時(shí)PMOS負(fù)載采用源極負(fù)反饋形式降低1/f噪聲。例如其中PMOS管Mp4的噪聲將會(huì)由于源極負(fù)反饋降低(l+gn^ X RJ倍，其中g(shù)mMP4為Mp4的跨導(dǎo)。通過(guò)以上關(guān)于電路結(jié)構(gòu)及其降噪效果的實(shí)例描述可見(jiàn)，應(yīng)用本發(fā)明的帶隙基準(zhǔn)源，具有溫度漂移小、噪聲低的特點(diǎn)，且可以利用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝實(shí)現(xiàn)低成本規(guī)模制造，保障了芯片在特定應(yīng)用環(huán)境下的高性能發(fā)揮。
權(quán)利要求1.一種帶隙基準(zhǔn)源，其特征在于包括ー個(gè)NMOS管Mas、一個(gè)低噪誤差放大器A0、ー個(gè)基極與集電極連接成ニ極管形式的PNP管Ql和Q2，以及分壓電阻Rs和Rf，其中所述PNP管Ql和Q2的發(fā)射極分別連接分壓電阻Rf的第一分壓支路和分壓電阻Rs、Rf相串聯(lián)的第二分壓支路，所述低噪誤差放大器的正輸入端接入第一分壓支路，且其負(fù)輸入端接入第二分壓支路的兩分壓電阻之間，所述NMOS管Mcas的柵極與低噪誤差放大器AO的輸出相連，且源極與第一、第二分壓支路匯聚相接為帶隙基準(zhǔn)源的輸出Vbg。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種帶隙基準(zhǔn)源，其特征在于所述低噪誤差放大器的結(jié)構(gòu)組成包括由NPN對(duì)管Q3和Q4組成的差分對(duì)、作為尾電流源的電阻Rtail以及由PMOS管MP3、MP4和電阻も構(gòu)成的源極負(fù)反饋負(fù)載電路，其中NPN對(duì)管Q3、Q4的基極分別為放大器的正、負(fù)輸入端，且NPN對(duì)管Q4的集電極為低噪誤差放大器的輸出。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種帶隙基準(zhǔn)源，其特征在于所述PNP管Ql具有負(fù)溫度系數(shù)，PNP管Q2的面積是PNP管Ql的8倍，且所通過(guò)的電流相同。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種帶隙基準(zhǔn)源，其特征在于所述NMOS管Mas為零閾值器件。
專利摘要本實(shí)用新型揭示了一種帶隙基準(zhǔn)源，包括一個(gè)零閾值NMOS管MCAS、一個(gè)低噪誤差放大器A0、一個(gè)基極與集電極連接成二極管形式的PNP管Q1和Q2，以及分壓電阻Rs和Rf，其中該P(yáng)NP管Q1和Q2的發(fā)射極分別連接分壓電阻Rf的第一分壓支路和分壓電阻Rs、Rf相串聯(lián)的第二分壓支路，該低噪誤差放大器的正輸入端接入第一分壓支路，且其負(fù)輸入端接入第二分壓支路的兩分壓電阻之間，該NMOS管MCAS的柵極與低噪誤差放大器A0的輸出相連，且源極與第一、第二分壓支路匯聚相接為帶隙基準(zhǔn)源的輸出Vbg。應(yīng)用本實(shí)用新型技術(shù)方案，其所具有的顯著優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)為該帶隙基準(zhǔn)源具有溫度漂移小、噪聲低的特點(diǎn)，且可以利用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝實(shí)現(xiàn)低成本規(guī)模制造。
文檔編號(hào)G05F1/56GK202404471SQ201120473880
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者何德軍, 劉揚(yáng), 周之栩, 應(yīng)峰, 牟陟 申請(qǐng)人:蘇州思瑞浦微電子科技有限公司