開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，包括開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊、運(yùn)算放大器、雙極型晶體管模塊和低通濾波模塊，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊的輸出端與所述運(yùn)算放大器的輸入端連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端與所述雙極型晶體管模塊連接，所述雙極型晶體管模塊與所述低通濾波模塊連接；所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊包括第一開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與所述運(yùn)算放大器的同相輸入端連接，所述第二開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與所述運(yùn)算放大器的反相輸入端連接。本發(fā)明的有益效果是：降低了運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電壓，提高了帶隙基準(zhǔn)電壓信號(hào)的精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及帶隙基準(zhǔn)電路，尤其涉及開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)隨著電子產(chǎn)業(yè)和集成電路領(lǐng)域的快速發(fā)展，系統(tǒng)要求集成電路的性能逐漸 提高，對(duì)于電路中使用的帶隙基準(zhǔn)電路，對(duì)其基準(zhǔn)電壓精度的要求也越來(lái)越高，現(xiàn)有的帶隙 基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)電壓精度較低，已經(jīng)越來(lái)越難以滿足使用的要求。
[0003] 如圖4所示，傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)電路圖，包括運(yùn)算放大器401、PNP管405和PNP管 406, PNP管406的發(fā)射極接運(yùn)算放大器401的VP端；PNP管405的發(fā)射極串聯(lián)電阻404接 運(yùn)算放大器401的VN端。電阻402和電阻403接運(yùn)算放大器401的輸出端，信號(hào)408是帶 隙基準(zhǔn)電壓信號(hào)。
[0004] 這種傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)電路存在輸入失調(diào)電壓，這會(huì)降低所述基準(zhǔn)電壓信號(hào)的精 度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基準(zhǔn)電壓精度高的開(kāi)關(guān)控制低失 調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路。
[0006] 本發(fā)明提供了一種開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，包括開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊、運(yùn) 算放大器、雙極型晶體管模塊和低通濾波模塊，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊的輸出端與所述運(yùn)算放 大器的輸入端連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端與所述雙極型晶體管模塊連接，所述雙極型 晶體管模塊與所述低通濾波模塊連接；所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊包括第一開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端和第二 開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與所述運(yùn)算放大器的同相輸入端連接，所述第 二開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與所述運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，所述雙極型晶體管模塊的一端與 所述運(yùn)算放大器的輸出端連接，所述雙極型晶體管模塊的另一端分別與所述運(yùn)算放大器的 同相輸入端、反相輸入端連接。
[0007] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊為振蕩電路，所述振蕩電路分別生 成第一開(kāi)關(guān)信號(hào)和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)經(jīng)過(guò)第一開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端輸出到所述 運(yùn)算放大器的同相輸入端，所述第二開(kāi)關(guān)信號(hào)經(jīng)過(guò)第二開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端輸出到所述運(yùn)算放 大器的反相輸入端，所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)均為方波且相位相反，所述第一開(kāi) 關(guān)信號(hào)和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)使所述運(yùn)算放大器的同相輸入端口、反相輸入端口相互對(duì)換。
[0008] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述雙極型晶體管模塊包括第一雙極型晶體管、第二 雙極型晶體管、第一電阻、第二電阻和第三電阻，其中，所述第一電阻的一端分別與所述運(yùn) 算放大器的輸出端、低通濾波模塊的輸入端連接，所述第一電阻的另一端分別與所述第一 雙極型晶體管的發(fā)射極、所述運(yùn)算放大器的同相輸入端連接，所述第一雙極型晶體管的基 極和集電極接地；所述第二電阻的一端分別與所述運(yùn)算放大器的輸出端、低通濾波模塊的 輸入端連接，所述第二電阻的另一端分別與所述運(yùn)算放大器的反相輸入端、所述第三電阻 的一端連接，所述第三電阻的另一端與所述第二雙極型晶體管的發(fā)射極連接，所述第二雙 極型晶體管的基極和集電極接地。
[0009] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二雙極型晶體管、第一雙極型晶體管的發(fā)射極 面積比為8:1。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一電阻、第二電阻的阻值相同。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述運(yùn)算放大器為兩級(jí)運(yùn)算放大器。
[0012] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述運(yùn)算放大器包括PM0S管Q20UPM0S管Q202、NM0S 管Q203、NM0S管Q204、NM0S管Q205,所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊包括開(kāi)關(guān)S210、S211、S212、S213、 S214、S215、S216,所述第一雙極型晶體管為PNP管Q206,所述第二雙極型晶體管為PNP管 Q207，所述第一電阻為電阻R220，所述第二電阻為電阻R218，所述第三電阻為電阻R219，其 中，所述PNP管Q207的發(fā)射極分別連接開(kāi)關(guān)S210、S212的一端，所述開(kāi)關(guān)S210的另一端 連接PM0S管Q201的柵極，所述開(kāi)關(guān)S212的另一端連接PM0S管Q202的柵極，所述PNP管 Q206的發(fā)射極連接電阻R219的一端，所述電阻219的另一端分別連接開(kāi)關(guān)S211、S213的 一端，所述開(kāi)關(guān)S211的另一端連接PM0S管Q201的柵極，開(kāi)關(guān)S213的另一端連接PM0S管 Q202的柵極。
[0013] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述開(kāi)關(guān)S214的一端分別連接NM0S管Q203的柵極、 NM0S管Q204的柵極，所述開(kāi)關(guān)S214的另一端連接NM0S管Q203的漏極，所述開(kāi)關(guān)S215的 一端分別連接NM0S管Q203的柵極、NM0S管Q204的柵極，所述開(kāi)關(guān)S215的另一端連接NM0S 管Q204的漏極，所述開(kāi)關(guān)S216、S217的一端連接NM0S管Q205的柵極，所述開(kāi)關(guān)S216的 另一端連接NM0S管Q203的漏極，所述開(kāi)關(guān)S217的另一端連接NM0S管Q204的漏極，所述 NM0S 管 Q203、NM0S 管 Q204、NM0S 管 Q205 的源極接地。
[0014] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路還包括第一 電流源和第二電流源，所述NM0S管Q205的漏極與所述第二電流源連接，所述NM0S管Q205 的漏極分別與所述電阻R218、R220的一端連接，所述電阻R220的另一端連接PNP管Q207 的發(fā)射極，所述電阻R218的另一端連接電阻R219的一端，所述電阻R219的另一端連接PNP 管Q2106的發(fā)射極，所述PNP管Q2106、PNP管Q207的基極和集電極接地。
[0015] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述運(yùn)算放大器輸出零溫度系數(shù)電壓信號(hào)；所述低通 濾波模塊接受所述零溫度系數(shù)電壓信號(hào)并輸出帶隙基準(zhǔn)電壓信號(hào)，所述低通濾波模塊包 括電阻R221和電容C222,所述零溫度系數(shù)電壓信號(hào)連接所述電阻R221的一端，所述電阻 R221的另一端串聯(lián)電容C222,所述電容C222的另一端接地。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)上述方案，降低了運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電壓，提高了 帶隙基準(zhǔn)電壓信號(hào)的精度。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明一種開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路簡(jiǎn)圖； 圖2是本發(fā)明一種開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路圖； 圖3是本發(fā)明一種開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路簡(jiǎn)圖； 圖4是一種傳統(tǒng)帶隙基準(zhǔn)的電路圖； 圖5是本發(fā)明一種開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路的波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019] 圖1、2、3、5中的附圖標(biāo)號(hào)為：開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊101 ;運(yùn)算放大器102 ;雙極型晶體管 模塊104 ;低通濾波模塊105 ;振蕩電路306 ;運(yùn)算放大器312 ;低通濾波器315。
[0020] 實(shí)施例一 如圖1所示，一種開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，包括開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊101、運(yùn)算 放大器102、雙極型晶體管模塊104和低通濾波模塊105,所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊101的輸出端 與所述運(yùn)算放大器102的輸入端連接，所述運(yùn)算放大器102的輸出端與所述雙極型晶體管 模塊104連接，所述雙極型晶體管模塊104與所述低通濾波模塊105連接；所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模 塊101包括第一開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與所述 運(yùn)算放大器102的同相輸入端連接，所述第二開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與所述運(yùn)算放大器102的反 相輸入端連接，所述雙極型晶體管模塊104的一端與所述運(yùn)算放大器102的輸出端連接，所 述雙極型晶體管模塊104的另一端分別與所述運(yùn)算放大器102的同相輸入端、反相輸入端 連接，構(gòu)成具有反饋的電路結(jié)構(gòu)。
[0021] 如圖3所示，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊101優(yōu)選為振蕩電路306,所述振蕩電路306分別 生成第一開(kāi)關(guān)信號(hào)309和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)310,所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)309經(jīng)過(guò)第一開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出 端輸出到所述運(yùn)算放大器312的同相輸入端，所述第二開(kāi)關(guān)信號(hào)310經(jīng)過(guò)第二開(kāi)關(guān)信號(hào)輸 出端輸出到所述運(yùn)算放大器312的反相輸入端。
[0022] 所述運(yùn)算放大器102接受所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊101的第一開(kāi)關(guān)信號(hào)309和第二開(kāi)關(guān) 信號(hào)310,所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)309和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)310能使所述運(yùn)算放大器102的同相輸入 端口和反相輸入端口相互對(duì)換，降低運(yùn)算放大器102的輸入失調(diào)電壓，提高帶隙基準(zhǔn)電壓 信號(hào)的精度。
[0023] 如圖5所示，所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)309和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)310均為方波且相位相反，所 述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)309和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)310均優(yōu)選為占空比為50%的方波，所述第一開(kāi)關(guān)信 號(hào)309和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)310使所述運(yùn)算放大器102、312的同相輸入端口、反相輸入端口相 互對(duì)換。
[0024] 如圖3所示，所述低通濾波模塊105優(yōu)選為低通濾波器315,所述雙極型晶體管模 塊104包括第一雙極型晶體管302、第二雙極型晶體管301、第一電阻305、第二電阻304和 第三電阻303,其中，所述第一電阻305的一端分別與所述運(yùn)算放大器312的輸出端、低通濾 波器315的輸入端連接，所述第一電阻305的另一端分別與所述第一雙極型晶體管302的 發(fā)射極、所述運(yùn)算放大器312的同相輸入端連接，所述第一雙極型晶體管302的基極和集電 極接地；所述第二電阻304的一端分別與所述運(yùn)算放大器312的輸出端、低通濾波器315的 輸入端連接，所述第二電阻304的另一端分別與所述運(yùn)算放大器312的反相輸入端、所述第 三電阻303的一端連接，所述第三電阻303的另一端與所述第二雙極型晶體管301的發(fā)射 極連接，所述第二雙極型晶體管301的基極和集電極接地。
[0025] 如圖3所示，所述第二雙極型晶體管301、第一雙極型晶體管302的發(fā)射極面積比 為 8:1。
[0026] 如圖3所示，所述第一電阻305、第二電阻304的阻值相同。
[0027] 實(shí)施例二 實(shí)施例二是以實(shí)施例一為基礎(chǔ)的。
[0028] 如圖2所示，所述運(yùn)算放大器102、312優(yōu)選為兩級(jí)運(yùn)算放大器。
[0029] 如圖2所示，所述運(yùn)算放大器102、312包括PM0S管Q201、PM0S管Q202、NM0S管 Q203、NM0S 管 Q204、NM0S 管 Q205,所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊 101 包括開(kāi)關(guān) S210、S211、S212、S213、 S214、S215、S216，所述第一雙極型晶體管302為PNP管Q206，所述第二雙極型晶體管301為 PNP管Q207,所述第一電阻305為電阻R220,所述第二電阻304為電阻R218,所述第三電阻 303為電阻R219,其中，所述PNP管Q207的發(fā)射極分別連接開(kāi)關(guān)S210、S212的一端，所述開(kāi) 關(guān)S210的另一端連接PM0S管Q201的柵極，所述開(kāi)關(guān)S212的另一端連接PM0S管Q202的 柵極，所述PNP管Q206的發(fā)射極連接電阻R219的一端，所述電阻219的另一端分別連接開(kāi) 關(guān)S21US213的一端，所述開(kāi)關(guān)S211的另一端連接PM0S管Q201的柵極，開(kāi)關(guān)S213的另一 端連接PM0S管Q202的柵極。
[0030] 如圖2所示，所述開(kāi)關(guān)S214的一端分別連接NM0S管Q203的柵極、NM0S管Q204 的柵極，所述開(kāi)關(guān)S214的另一端連接NM0S管Q203的漏極，所述開(kāi)關(guān)S215的一端分別連接 NM0S管Q203的柵極、NM0S管Q204的柵極，所述開(kāi)關(guān)S215的另一端連接NM0S管Q204的 漏極，所述開(kāi)關(guān)S216、S217的一端連接NM0S管Q205的柵極，所述開(kāi)關(guān)S216的另一端連接 NM0S管Q203的漏極，所述開(kāi)關(guān)S217的另一端連接NM0S管Q204的漏極，所述NM0S管Q203、 NM0S管Q204、NM0S管Q205的源極接地。
[0031] 如圖2所示，所述開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路還包括第一電流源208和 第二電流源209,所述NM0S管Q205的漏極與所述第二電流源209連接，所述NM0S管Q205 的漏極分別與所述電阻R218、R220的一端連接，所述電阻R220的另一端連接PNP管Q207 的發(fā)射極，所述電阻R218的另一端連接電阻R219的一端，所述電阻R219的另一端連接PNP 管Q2106的發(fā)射極，所述PNP管Q2106、PNP管Q207的基極和集電極接地。
[0032] 如圖2所示，所述運(yùn)算放大器102輸出零溫度系數(shù)電壓信號(hào)224 ;所述低通濾波模 塊105接受所述零溫度系數(shù)電壓信號(hào)224并輸出帶隙基準(zhǔn)電壓信號(hào)226,所述低通濾波模塊 105包括電阻R221和電容C222,所述零溫度系數(shù)電壓信號(hào)連接所述電阻R221的一端，即所 述NM0S管Q205的漏極、電阻R218、R220分別連接所述電阻R221的一端，所述電阻R221的 另一端串聯(lián)電容C222,所述電容C222的另一端接地。
[0033] 如圖2所示，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊101與電路系統(tǒng)的其他模塊共用，減少電路成本； 所述的運(yùn)算放大器102優(yōu)選為兩級(jí)運(yùn)算放大器，其輸入M0S管使用PM0S晶體管減少M(fèi)0S晶 體管的噪聲。
[0034] 如圖2所示，PM0S管Q20UPM0S管Q202是所述兩級(jí)運(yùn)算放大器的輸入差分對(duì)管， 它們的尺寸相同；NM0S管Q203、NM0S管Q204是所述兩級(jí)運(yùn)算放大器的負(fù)載管，它們的尺寸 相同；第一電流源208是所述兩級(jí)運(yùn)算放大器的偏置電流輸入，設(shè)置兩級(jí)運(yùn)算放大器的直 流偏置點(diǎn)；NM0S管Q205與第二電流源209連接端口是所述兩級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端。
[0035] 電阻R218、電阻R220的電阻值完全相同，因此流過(guò)所述電阻R218和電阻R220的 電流也相同。依據(jù)上面的描述得到，流過(guò)電阻R218的電流II公式為 ： I1=(VEB_207-VBE_206)/R219 (1-1) 式中VEB_207和VBE_206是所述PNP管Q207、PNP管Q206的發(fā)射極基極電壓，R219是 所述電阻R219的電阻值?；鶞?zhǔn)電壓的公式為： VREF= VEB_207+{R220*(VEB_207-VBE_206)/R219} (1-2) (1-2)公式中： VEB_207-VBE_206= Δ VBE (1-3) 把公式（1-3)帶入公式（1-2)得到： VREF=VEB_207+(R220* Δ VBE/R219) (1-4) 公式（1-4)中VEB的溫度系數(shù)為-2. 2mV/° C，是負(fù)溫度系數(shù)；Λ VBE的溫度系數(shù)為 0. 085mV/° C，是正溫度系數(shù)。調(diào)整電阻R220和電阻R219的比值，使正負(fù)溫度系數(shù)抵消得 到零溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電壓，即上面描述的零溫度系數(shù)電壓信號(hào)224。
[0036] 如圖 2 所示，開(kāi)關(guān) S210、S211、S212、S213、S214、S215、S216、S217 由所述的第一 開(kāi)關(guān)信號(hào)309、第二開(kāi)關(guān)信號(hào)310控制；當(dāng)開(kāi)關(guān)S210、S213、S215、S216閉合時(shí)，開(kāi)關(guān)S211、 S212、S214、S217 打開(kāi)；當(dāng)開(kāi)關(guān) S211、S212、S214、S217 閉合時(shí)，開(kāi)關(guān) S210、S213、S215、S216 打開(kāi)。
[0037] 如圖2所示，開(kāi)關(guān)控制使兩級(jí)運(yùn)算放大器的輸入管PM0S管Q201、PM0S管Q202的 柵極信號(hào)相互對(duì)換；同時(shí)兩級(jí)運(yùn)算放大器的負(fù)載管NM0S管Q203、NM0S管Q204的柵極信號(hào)， 接NM0S管Q203漏極與NM0S管Q204漏極相互對(duì)換；兩級(jí)運(yùn)算放大器的輸出管NM0S管Q205 的柵極信號(hào)，接NM0S管Q204的漏極與NM0S管Q203的漏極對(duì)換。
[0038] 通過(guò)上面的信號(hào)相互對(duì)換兩級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端口和反相輸入端口相互 交換，減少兩級(jí)運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電壓，即本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)能提高帶隙基準(zhǔn)電壓的 精度，滿足電路系統(tǒng)高性能的需要。兩級(jí)運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電壓是由所PM0S管Q201、 PM0S管Q202、所述的NM0S管Q203、NM0S管Q204的失配引起的。
[0039] 本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)通過(guò)開(kāi)關(guān)控制降低輸入失調(diào)電壓，能提高基準(zhǔn)電壓信號(hào)的精 度，滿足高精度要求的集成電路需要。
[0040] 運(yùn)算放大器1〇2、312的電路做成版圖后，經(jīng)過(guò)集成電路的加工工藝生成半導(dǎo)體硅 芯片；在運(yùn)算放大器1〇2、312的電路中兩個(gè)差分輸入管和兩個(gè)負(fù)載管的尺寸完全相同，但 在集成電路的加工過(guò)程中運(yùn)算放大器的兩個(gè)差分輸入管和兩個(gè)負(fù)載管的尺寸會(huì)有偏差； 兩個(gè)差分輸入管和兩個(gè)負(fù)載管的尺寸偏差，引起運(yùn)算放大器同相端和反相端的電壓差，這 個(gè)電壓差就是運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電壓。
[0041] 因?yàn)橛休斎胧д{(diào)電壓降低了帶隙基準(zhǔn)電壓的精度；為了提高帶隙基準(zhǔn)電壓的精度 引入第一開(kāi)關(guān)信號(hào)309和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)310。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)信號(hào)309為高電平而第二開(kāi)關(guān)信 號(hào)310為低電平時(shí)，兩個(gè)差分輸入管中的一個(gè)接第一雙極型晶體管302的集電極，另一個(gè)接 第二雙極型晶體管301的集電極串聯(lián)第三電阻303 ;當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)信號(hào)310為高電平而第一 開(kāi)關(guān)信號(hào)309為低電平時(shí)，接第一雙極型晶體管302集電極的改接第二雙極型晶體管301 集電極串聯(lián)第三電阻303，接第二雙極型晶體管301集電極串聯(lián)第三電阻303得改接第一雙 極型晶體管302集電極。由圖5所示的波形圖可以看出，第一開(kāi)關(guān)信號(hào)309和第二開(kāi)關(guān)信 號(hào)310是周期變化的方波，因此上述過(guò)程一直重復(fù)。
[0042] 當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)信號(hào)309為高電平而第二開(kāi)關(guān)信號(hào)310為低電平時(shí)，假設(shè)運(yùn)算放大器 312輸入失調(diào)電壓的絕對(duì)值為AV，那么零溫度系數(shù)電壓信號(hào)314的電壓值為VREF+AV， VREF見(jiàn)上面的公式（1-4);當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)信號(hào)310為高電平而第一開(kāi)關(guān)信號(hào)309為低電平時(shí)， 零溫度系數(shù)電壓信號(hào)314的電壓值為VREF-Λ V。因?yàn)榈谝婚_(kāi)關(guān)信號(hào)309和第二開(kāi)關(guān)信號(hào) 310是周期變化的，因此零溫度系數(shù)電壓信號(hào)314的電壓平均值為VREF。
[0043] 低通濾波器315濾除零溫度系數(shù)電壓信號(hào)314中的輸入失調(diào)電壓Λ V，同時(shí)還可以 濾除第一開(kāi)關(guān)信號(hào)309和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)310的干擾；低通濾波器315是對(duì)零溫度系數(shù)電壓 信號(hào)314取平均值，即帶隙基準(zhǔn)電壓信號(hào)316是零溫度系數(shù)電壓信號(hào)314的平均值，零溫度 系數(shù)電壓信號(hào)314和帶隙基準(zhǔn)電壓信號(hào)316的波形圖如圖5所示。
[0044] 因此，本發(fā)明提供的一種開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，可以將運(yùn)算放大 器312的輸入失調(diào)電壓消除掉，相較于傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)，極大地提高了帶隙基準(zhǔn) 電壓的精度，滿足各類(lèi)高性能的集成電路系統(tǒng)的需要。
[0045] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于：包括開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊、運(yùn)算 放大器、雙極型晶體管模塊和低通濾波模塊，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊的輸出端與所述運(yùn)算放大 器的輸入端連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端與所述雙極型晶體管模塊連接，所述雙極型晶 體管模塊與所述低通濾波模塊連接；所述開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊包括第一開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端和第二開(kāi) 關(guān)信號(hào)輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與所述運(yùn)算放大器的同相輸入端連接，所述第二 開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與所述運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，所述雙極型晶體管模塊的一端與所 述運(yùn)算放大器的輸出端連接，所述雙極型晶體管模塊的另一端分別與所述運(yùn)算放大器的同 相輸入端、反相輸入端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于：所述開(kāi) 關(guān)信號(hào)模塊為振蕩電路，所述振蕩電路分別生成第一開(kāi)關(guān)信號(hào)和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述第一 開(kāi)關(guān)信號(hào)經(jīng)過(guò)第一開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端輸出到所述運(yùn)算放大器的同相輸入端，所述第二開(kāi)關(guān)信 號(hào)經(jīng)過(guò)第二開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端輸出到所述運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)和第 二開(kāi)關(guān)信號(hào)均為方波且相位相反，所述第一開(kāi)關(guān)信號(hào)和第二開(kāi)關(guān)信號(hào)使所述運(yùn)算放大器的 同相輸入端口、反相輸入端口相互對(duì)換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于：所述雙 極型晶體管模塊包括第一雙極型晶體管、第二雙極型晶體管、第一電阻、第二電阻和第三電 阻，其中，所述第一電阻的一端分別與所述運(yùn)算放大器的輸出端、低通濾波模塊的輸入端連 接，所述第一電阻的另一端分別與所述第一雙極型晶體管的發(fā)射極、所述運(yùn)算放大器的同 相輸入端連接，所述第一雙極型晶體管的基極和集電極接地；所述第二電阻的一端分別與 所述運(yùn)算放大器的輸出端、低通濾波模塊的輸入端連接，所述第二電阻的另一端分別與所 述運(yùn)算放大器的反相輸入端、所述第三電阻的一端連接，所述第三電阻的另一端與所述第 二雙極型晶體管的發(fā)射極連接，所述第二雙極型晶體管的基極和集電極接地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于：所述第 二雙極型晶體管、第一雙極型晶體管的發(fā)射極面積比為8:1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于：所述第 一電阻、第二電阻的阻值相同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于：所述運(yùn) 算放大器為兩級(jí)運(yùn)算放大器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于：所述運(yùn) 算放大器包括 PMOS 管 Q201、PMOS 管 Q202、NMOS 管 Q203、NMOS 管 Q204、NMOS 管 Q205,所述 開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊包括開(kāi)關(guān)S210、S211、S212、S213、S214、S215、S216,所述第一雙極型晶體管 為PNP管Q206,所述第二雙極型晶體管為PNP管Q207,所述第一電阻為電阻R220,所述第 二電阻為電阻R218,所述第三電阻為電阻R219,其中，所述PNP管Q207的發(fā)射極分別連接 開(kāi)關(guān)S210、S212的一端，所述開(kāi)關(guān)S210的另一端連接PMOS管Q201的柵極，所述開(kāi)關(guān)S212 的另一端連接PMOS管Q202的柵極，所述PNP管Q206的發(fā)射極連接電阻R219的一端，所述 電阻219的另一端分別連接開(kāi)關(guān)S211、S213的一端，所述開(kāi)關(guān)S211的另一端連接PMOS管 Q201的柵極，開(kāi)關(guān)S213的另一端連接PMOS管Q202的柵極。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于：所述開(kāi) 關(guān)S214的一端分別連接NMOS管Q203的柵極、NMOS管Q204的柵極，所述開(kāi)關(guān)S214的另一 端連接NMOS管Q203的漏極，所述開(kāi)關(guān)S215的一端分別連接NMOS管Q203的柵極、NMOS管 Q204的柵極，所述開(kāi)關(guān)S215的另一端連接NM0S管Q204的漏極，所述開(kāi)關(guān)S216、S217的一 端連接NMOS管Q205的柵極，所述開(kāi)關(guān)S216的另一端連接NMOS管Q203的漏極，所述開(kāi)關(guān) S217的另一端連接NMOS管Q204的漏極，所述NMOS管Q203、NM0S管Q204、NM0S管Q205的 源極接地。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于：所述開(kāi) 關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路還包括第一電流源和第二電流源，所述NMOS管Q205的 漏極與所述第二電流源連接，所述NMOS管Q205的漏極分別與所述電阻R218、R220的一端 連接，所述電阻R220的另一端連接PNP管Q207的發(fā)射極，所述電阻R218的另一端連接電 阻R219的一端，所述電阻R219的另一端連接PNP管Q2106的發(fā)射極，所述PNP管Q2106、 PNP管Q207的基極和集電極接地。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)控制低失調(diào)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路，其特征在于：所述運(yùn) 算放大器輸出零溫度系數(shù)電壓信號(hào)；所述低通濾波模塊接受所述零溫度系數(shù)電壓信號(hào)并輸 出帶隙基準(zhǔn)電壓信號(hào)，所述低通濾波模塊包括電阻R221和電容C222，所述零溫度系數(shù)電壓 信號(hào)連接所述電阻R221的一端，所述電阻R221的另一端串聯(lián)電容C222,所述電容C222的 另一端接地。
【文檔編號(hào)】G05F1/56GK104111684SQ201410332625
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】張君志, 賈相英 申請(qǐng)人:深圳市科創(chuàng)達(dá)微電子有限公司