本發(fā)明屬于參考電壓產(chǎn)生電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶隙參考電壓產(chǎn)生電路。

背景技術(shù)：

在數(shù)?；旌闲盘?hào)電路(如射頻電路和片上系統(tǒng))和單純的模擬電路中，都需要帶隙參考電壓。

帶隙參考電壓通常是對(duì)一個(gè)具有正溫度系數(shù)的電壓和一個(gè)具有負(fù)溫度系數(shù)的電壓求和，獲得標(biāo)稱為零溫度系數(shù)的參考電壓。其中，正溫度系數(shù)的電壓是通過(guò)兩個(gè)電流密度不同的雙極型晶體管的基射電壓vbe的差值△vbe來(lái)實(shí)現(xiàn)。負(fù)溫度系數(shù)的電壓是通過(guò)一個(gè)雙極型晶體管的基射電壓vbe來(lái)實(shí)現(xiàn)，原因在于雙極型晶體管的基射電壓vbe具有負(fù)溫度系數(shù)。

圖1為現(xiàn)有的基于上述原理構(gòu)建的一種帶隙參考電壓產(chǎn)生電路。但是，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)該電路不能真正達(dá)到零溫度系數(shù)，只是減小了帶隙參考電壓隨溫度變化而變化的程度，通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)：當(dāng)溫度從-40℃到85℃變化時(shí)，該電路產(chǎn)生的帶隙參考電壓有3.34mv的變化，溫度系數(shù)約為22ppm/℃。

因此，如何提供一種具有更低溫度系數(shù)的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有更低溫度系數(shù)的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明公開一種帶隙參考電壓產(chǎn)生電路，包括第一參考電壓產(chǎn)生電路、 第二參考電壓產(chǎn)生電路、第一比例放大電路、第二比例放大電路和電壓求和電路；

所述第一參考電壓產(chǎn)生電路能夠產(chǎn)生隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性的第一參考電壓；

所述第二參考電壓產(chǎn)生電路能夠產(chǎn)生隨溫度升高呈現(xiàn)上開口拋物線特性的第二參考電壓；

所述第一比例放大電路的輸入端與所述第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端連接，所述第一比例放大電路的輸出端與所述電壓求和電路的第一輸入端連接，所述第一比例放大電路對(duì)所述第一參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第一參考電壓進(jìn)行放大處理；

所述第二比例放大電路的輸入端與所述第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端連接，所述第二比例放大電路的輸出端與所述電壓求和電路的第二輸入端連接，所述第二比例放大電路對(duì)所述第二參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第二參考電壓進(jìn)行放大處理；

所述電壓求和電路對(duì)經(jīng)過(guò)放大處理的第一參考電壓和經(jīng)過(guò)放大處理的第二參考電壓進(jìn)行求和，輸出帶隙參考電壓。

優(yōu)選的，上述帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中，所述第一參考電壓產(chǎn)生電路包括第一mos晶體管、第二mos晶體管、第三mos晶體管、第一雙極型晶體管、第二雙極型晶體管、第三雙極型晶體管、第一電阻、第二電阻和第一運(yùn)算放大器；

其中，所述第一mos晶體管、第二mos晶體管和第三mos晶體管均為p型mos晶體管，所述第一雙極型晶體管、第二雙極型晶體管和第三雙極型晶體管均為pnp型雙極型晶體管，所述第一雙極型晶體管和所述第三雙極型晶體管的發(fā)射極面積相等，所述第二雙極型晶體管的發(fā)射極面積為所述第一雙極型晶體管的發(fā)射極面積的n倍，n為大于1的整數(shù)；

所述第一mos晶體管、第二mos晶體管和第三mos晶體管的源端和襯底均連接至電源電壓，所述第一mos晶體管、第二mos晶體管和第三mos晶體管的柵端均連接至所述第一運(yùn)算放大器的輸出端，所述第一mos 晶體管的漏端連接至第一節(jié)點(diǎn)，所述第二mos晶體管的漏端連接至第二節(jié)點(diǎn)，所述第三mos晶體管的漏端為所述第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端；

所述第一運(yùn)算放大器的正輸入端連接至所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接至所述第二節(jié)點(diǎn)；

所述第一雙極型晶體管、第二雙極型晶體管和第三雙極型晶體管的基極以及集電極均接地，所述第一雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第二雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第一電阻的第一端，所述第一電阻的第二端連接至所述第二節(jié)點(diǎn)，所述第三雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第二電阻的第一端，所述第二電阻的第二端連接至所述第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

優(yōu)選的，上述帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中，所述第一參考電壓產(chǎn)生電路包括第四mos晶體管、第五mos晶體管、第六mos晶體管、第七mos晶體管、第八mos晶體管、第四雙極型晶體管、第五雙極型晶體管、第六雙極型晶體管、第三電阻和第四電阻；

其中，所述第四mos晶體管、第五mos晶體管和第六mos晶體管均為p型mos晶體管，所述第七mos晶體管和第八mos晶體管均為n型mos晶體管，所述第四雙極型晶體管、第五雙極型晶體管和第六雙極型晶體管均為pnp型雙極型晶體管，所述第四雙極型晶體管和所述第六雙極型晶體管的發(fā)射極面積相等，所述第五雙極型晶體管的發(fā)射極面積為所述第四雙極型晶體管的發(fā)射極面積的n倍，n為大于1的整數(shù)；

所述第四mos晶體管、第五mos晶體管和第六mos晶體管的源端和襯底均連接至電源電壓，所述第四mos晶體管、第五mos晶體管和第六mos晶體管的柵端均連接至所述第五mos晶體管的漏端，所述第四mos晶體管的漏端連接至所述第七mos晶體管的漏端，所述第五mos晶體管的漏端連接至所述第八mos晶體管的漏端，所述第六mos晶體管的漏端為所述第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端，所述第七mos晶體管和所述第八mos晶體管的柵端均連接至所述第七mos晶體管的漏端，所述第七mos晶體管的源端連接至第三節(jié)點(diǎn)，所述第八mos晶體管的源端連接至第四節(jié)點(diǎn)；

所述第四雙極型晶體管、第五雙極型晶體管和第六雙極型晶體管的基極以及集電極均接地，所述第四雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第三節(jié)點(diǎn)，所述第五雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第三電阻的第一端，所述第三電阻的第二端連接至所述第四節(jié)點(diǎn)，所述第六雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第四電阻的第一端，所述第四電阻的第二端連接至所述第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

優(yōu)選的，上述帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中，所述第一參考電壓產(chǎn)生電路包括第九mos晶體管、第十mos晶體管、第十一mos晶體管、第十二mos晶體管、第七雙極型晶體管、第八雙極型晶體管、第九雙極型晶體管、第十雙極型晶體管、第五電阻、第六電阻和第二運(yùn)算放大器；

其中，所述第九mos晶體管、第十mos晶體管、第十一mos晶體管和第十二mos晶體管均為p型mos晶體管，所述第七雙極型晶體管、第八雙極型晶體管、第九雙極型晶體管和第十雙極型晶體管均為pnp型雙極型晶體管，所述第七雙極型晶體管和所述第八雙極型晶體管的發(fā)射極面積相等，所述第九雙極型晶體管和所述第十雙極型晶體管的發(fā)射極面積相等，所述第九雙極型晶體管的發(fā)射極面積為所述第七雙極型晶體管的發(fā)射極面積的n倍，n為大于1的整數(shù)；

所述第九mos晶體管、第十mos晶體管、第十一mos晶體管和第十二mos晶體管的源端和襯底均連接至電源電壓，所述第九mos晶體管、第十mos晶體管、第十一mos晶體管和第十二mos晶體管的柵端均連接至所述第二運(yùn)算放大器的輸出端，所述第九mos晶體管的漏端連接至第五節(jié)點(diǎn)，所述第十mos晶體管的漏端為所述第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端；

所述第二運(yùn)算放大器的正輸入端連接至所述第五節(jié)點(diǎn)，所述第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接至第六節(jié)點(diǎn)，所述第六電阻的第一端連接至所述第六節(jié)點(diǎn)，所述第六電阻的第二端連接至所述第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端；

所述第七雙極型晶體管的基極和集電極接地，所述第七雙極型晶體管的發(fā)射極同時(shí)連接至所述第十一mos晶體管的漏端以及所述第八雙極型晶體管的基極，所述第八雙極型晶體管的集電極接地，所述第八雙極型晶體管的 發(fā)射極連接至所述第五節(jié)點(diǎn)，所述第九雙極型晶體管的基極和集電極接地，所述第九雙極型晶體管的發(fā)射極同時(shí)連接至所述第十二mos晶體管的漏端以及所述第十雙極型晶體管的基極，所述第十雙極型晶體管的集電極接地，所述第十雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第五電阻的第一端，所述第五電阻的第二端連接至所述第六節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的，上述帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中，所述第二參考電壓產(chǎn)生電路包括第十三mos晶體管、第十四mos晶體管、第十五mos晶體管、第十一雙極型晶體管、第十二雙極型晶體管、第十三雙極型晶體管、第一阻性器件、第七電阻和第三運(yùn)算放大器；

其中，所述第十三mos晶體管、第十四mos晶體管和第十五mos晶體管均為p型mos晶體管，所述第十一雙極型晶體管、第十二雙極型晶體管和第十三雙極型晶體管均為pnp型雙極型晶體管，所述第十一雙極型晶體管和所述第十三雙極型晶體管的發(fā)射極面積相等，所述第十二雙極型晶體管的發(fā)射極面積為所述第十一雙極型晶體管的發(fā)射極面積的n倍，n為大于1的整數(shù)，所述第一阻性器件具備單調(diào)壓控電阻的特性，并且所述第一阻性器件的阻值與輸入壓控電壓的幅值呈正比，所述第一阻性器件的壓控端接入隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性的參考電壓；

所述第十三mos晶體管、第十四mos晶體管和第十五mos晶體管的源端和襯底均連接至電源電壓，所述第十三mos晶體管、第十四mos晶體管和第十五mos晶體管的柵端均連接至所述第三運(yùn)算放大器的輸出端，所述第十三mos晶體管的漏端連接至第七節(jié)點(diǎn)，所述第十四mos晶體管的漏端連接至第八節(jié)點(diǎn)，所述第十五mos晶體管的漏端為所述第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端；

所述第三運(yùn)算放大器的正輸入端連接至所述第七節(jié)點(diǎn)，所述第三運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接至所述第八節(jié)點(diǎn)；

所述第十一雙極型晶體管、第十二雙極型晶體管和第十三雙極型晶體管的基極以及集電極均接地，所述第十一雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第七節(jié)點(diǎn)，所述第十二雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第一阻性器件的第一 端，所述第一阻性器件的第二端連接至所述第八節(jié)點(diǎn)，所述第十三雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第七電阻的第一端，所述第七電阻的第二端連接至所述第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

優(yōu)選的，上述帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中，所述第一阻性器件為第十六mos晶體管，所述第十六mos晶體管為n型mos晶體管；

所述第十六mos晶體管的柵端接入?yún)⒖茧妷?，所述參考電壓隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性，所述第十六mos晶體管的襯底接地，所述第十六mos晶體管的源端與所述第十二雙極型晶體管的發(fā)射極連接，所述第十六mos晶體管的漏端連接至所述第八節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的，上述帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中，所述第二參考電壓產(chǎn)生電路包括第十七mos晶體管、第十八mos晶體管、第十九mos晶體管、第二十mos晶體管、第二十一mos晶體管、第十四雙極型晶體管、第十五雙極型晶體管、第十六雙極型晶體管、第二阻性器件和第八電阻；

其中，所述第十七mos晶體管、第十八mos晶體管和第十九mos晶體管均為p型mos晶體管，所述第二十mos晶體管和第二十一mos晶體管均為n型mos晶體管，所述第十四雙極型晶體管、第十五雙極型晶體管和第十六雙極型晶體管均為pnp型雙極型晶體管，所述第十四雙極型晶體管和所述第十六雙極型晶體管的發(fā)射極面積相等，所述第十五雙極型晶體管的發(fā)射極面積為所述第十四雙極型晶體管的發(fā)射極面積的n倍，n為大于1的整數(shù)，所述第二阻性器件具備單調(diào)壓控電阻的特性，并且所述第二阻性器件的阻值與輸入壓控電壓的幅值呈正比，所述第二阻性器件的壓控端接入隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性的參考電壓；

所述第十七mos晶體管、第十八mos晶體管和第十九mos晶體管的源端和襯底均連接至電源電壓，所述第十七mos晶體管、第十八mos晶體管和第十九mos晶體管的柵端均連接至所述第十八mos晶體管的漏端，所述第十七mos晶體管的漏端連接至所述第二十mos晶體管的漏端，所述第十八mos晶體管的漏端連接至所述第二十一mos晶體管的漏端，所述第十九mos晶體管的漏端為所述第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端，所述第二十 mos晶體管和所述第二十一mos晶體管的柵端均連接至所述第二十mos晶體管的漏端，所述第二十mos晶體管的源端連接至第九節(jié)點(diǎn)，所述第二十一mos晶體管的源端連接至第十節(jié)點(diǎn)；

所述第十四雙極型晶體管、第十五雙極型晶體管和第十六雙極型晶體管的基極以及集電極均接地，所述第十四雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第九節(jié)點(diǎn)，所述第十五雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第二阻性器件的第一端，所述第二阻性器件的第二端連接至所述第十節(jié)點(diǎn)，所述第十六雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第八電阻的第一端，所述第八電阻的第二端連接至所述第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

優(yōu)選的，上述帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中，所述第二阻性器件為第二十二mos晶體管，所述第二十二mos晶體管為n型mos晶體管；

所述第二十二mos晶體管的柵端接入?yún)⒖茧妷?，所述參考電壓隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性，所述第二十二mos晶體管的襯底接地，所述第二十二mos晶體管的源端與所述第十五雙極型晶體管的發(fā)射極連接，所述第二十二mos晶體管的漏端連接至所述第十節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的，上述帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中，所述第二參考電壓產(chǎn)生電路包括第二十三mos晶體管、第二十四mos晶體管、第二十五mos晶體管、第二十六mos晶體管、第十七雙極型晶體管、第十八雙極型晶體管、第十九雙極型晶體管、第二十雙極型晶體管、第三阻性器件、第九電阻和第四運(yùn)算放大器；

其中，所述第二十三mos晶體管、第二十四mos晶體管、第二十五mos晶體管和第二十六mos晶體管均為p型mos晶體管，所述第十七雙極型晶體管、第十八雙極型晶體管、第十九雙極型晶體管和第二十雙極型晶體管均為pnp型雙極型晶體管，所述第十七雙極型晶體管和所述第十八雙極型晶體管的發(fā)射極面積相等，所述第十九雙極型晶體管和所述第二十雙極型晶體管的發(fā)射極面積相等，所述第十九雙極型晶體管的發(fā)射極面積為所述第十七雙極型晶體管的發(fā)射極面積的n倍，n為大于1的整數(shù)，所述第三阻性器件具備單調(diào)壓控電阻的特性，并且所述第三阻性器件的阻值與輸入壓控電壓的 幅值呈正比，所述第三阻性器件的壓控端接入隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性的參考電壓；

所述第二十三mos晶體管、第二十四mos晶體管、第二十五mos晶體管和第二十六mos晶體管的源端和襯底均連接至電源電壓，所述第二十三mos晶體管、第二十四mos晶體管、第二十五mos晶體管和第二十六mos晶體管的柵端均連接至所述第四運(yùn)算放大器的輸出端，所述第二十三mos晶體管的漏端連接至第十一節(jié)點(diǎn)，所述第二十四mos晶體管的漏端為所述第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端；

所述第四運(yùn)算放大器的正輸入端連接至所述第十一節(jié)點(diǎn)，所述第四運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接至第十二節(jié)點(diǎn)，所述第九電阻的第一端連接至所述第十二節(jié)點(diǎn)，所述第九電阻的第二端連接至所述第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端；

所述第十七雙極型晶體管的基極和集電極接地，所述第十七雙極型晶體管的發(fā)射極同時(shí)連接至所述第二十五mos晶體管的漏端以及所述第十八雙極型晶體管的基極，所述第十八雙極型晶體管的集電極接地，所述第十八雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第十一節(jié)點(diǎn)，所述第十九雙極型晶體管的基極和集電極接地，所述第十九雙極型晶體管的發(fā)射極同時(shí)連接至所述第二十六mos晶體管的漏端以及所述第二十雙極型晶體管的基極，所述第二十雙極型晶體管的集電極接地，所述第二十雙極型晶體管的發(fā)射極連接至所述第三阻性器件的第一端，所述第三阻性器件的第二端連接至所述第十二節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的，上述帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中，所述第三阻性器件為第二十七mos晶體管，所述第二十七mos晶體管為n型mos晶體管；

所述第二十七mos晶體管的柵端接入?yún)⒖茧妷?，所述參考電壓隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性，所述第二十七mos晶體管的襯底接地，所述第二十七mos晶體管的源端與所述第二十雙極型晶體管的發(fā)射極連接，所述第二十七mos晶體管的漏端連接至所述第十二節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選的，上述帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中，所述第一比例放大電路、第二比例放大電路和電壓求和電路具體包括：第五運(yùn)算放大器、第六運(yùn)算放大器、 第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻和第十四電阻；

所述第十電阻的第一端與所述第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端連接，所述第十電阻的第二端與所述第五運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接，所述第十一電阻的第一端與所述第五運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接，所述第十一電阻的第二端與所述第五運(yùn)算放大器的輸出端連接，所述第十二電阻的第一端與所述第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端連接，所述第十二電阻的第二端與所述第五運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接，所述第五運(yùn)算放大器的正輸入端接地；

所述第十三電阻的第一端與所述第五運(yùn)算放大器的輸出端連接，所述第十三電阻的第二端與所述第六運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接，所述第十四電阻的第一端與所述第六運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接，所述第十四電阻的第二端與所述第六運(yùn)算放大器的輸出端連接，所述第六運(yùn)算放大器的正輸入端接地，所述第六運(yùn)算放大器的輸出端為所述帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

由此可見，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明公開的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路包括第一參考電壓產(chǎn)生電路、第二參考電壓產(chǎn)生電路、第一比例放大電路、第二比例放大電路以及電壓求和電路，其中第一參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的第一參考電壓隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性，而第二參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的第二參考電壓隨溫度升高呈現(xiàn)上開口拋物線特性，對(duì)第一參考電壓和第二參考電壓進(jìn)行比例放大并進(jìn)行求和產(chǎn)生帶隙參考電壓，由于第一參考電壓和第二參考電壓隨溫度的變化呈現(xiàn)相反的變化趨勢(shì)，因此能夠極大地降低最終輸出的帶隙參考電壓隨溫度變化的程度，使得帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的溫度系數(shù)更低。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖；

圖2為本發(fā)明公開的一種帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明公開的一種第一參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖；

圖4為本發(fā)明公開的另一種第一參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖；

圖5為本發(fā)明公開的另一種第一參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖；

圖6為本發(fā)明公開的一種第二參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖；

圖7為本發(fā)明公開的另一種第二參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖；

圖8為本發(fā)明公開的另一種第二參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖；

圖9為本發(fā)明公開的另一種第二參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖；

圖10為本發(fā)明公開的另一種第二參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖；

圖11為本發(fā)明公開的另一種第二參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖；

圖12為本發(fā)明公開的第一比例放大電路、第二比例放大電路和電壓求和電路的電路圖；

圖13為圖3和圖4所示第一參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第一參考電壓在溫度變化情況下的輸出特性曲線圖；

圖14為圖5所示第一參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第一參考電壓在溫度變化情況下的輸出特性曲線圖；

圖15為圖7所示第二參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第二參考電壓在溫度變化情況下的輸出特性曲線圖；

圖16為本發(fā)明公開的一種帶隙參考電壓產(chǎn)生電路輸出的帶隙參考電壓在溫度變化情況下的波形圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明公開一種具有更低溫度系數(shù)的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路。

參見圖2，圖2為本發(fā)明公開的一種帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的結(jié)構(gòu)示意圖。該帶隙參考電壓產(chǎn)生電路包括第一參考電壓產(chǎn)生電路100、第二參考電壓產(chǎn)生電路200、第一比例放大電300、第二比例放大電路400和電壓求和電路500。

其中：

第一參考電壓產(chǎn)生電路100能夠產(chǎn)生隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性的第一參考電壓vref。

第二參考電壓產(chǎn)生電路200能夠產(chǎn)生隨溫度升高呈現(xiàn)上開口拋物線特性的第二參考電壓vref_neg。

第一比例放大電路300的輸入端與第一參考電壓產(chǎn)生電路100的輸出端連接，第一比例放大電路300的輸出端與電壓求和電路500的第一輸入端連接，第一比例放大電路300對(duì)第一參考電壓產(chǎn)生電路100輸出的第一參考電壓進(jìn)行放大處理。

第二比例放大電路400的輸入端與第二參考電壓產(chǎn)生電路200的輸出端連接，第二比例放大電路400的輸出端與電壓求和電路500的第二輸入端連接，第二比例放大電路400對(duì)第二參考電壓產(chǎn)生電路200輸出的第二參考電壓進(jìn)行放大處理。

電壓求和電路500對(duì)經(jīng)過(guò)放大處理的第一參考電壓和經(jīng)過(guò)放大處理的第二參考電壓進(jìn)行求和，輸出帶隙參考電壓。

假設(shè)第一比例放大電路300的放大比例為α，第二比例放大電路400的放大倍數(shù)為β，則圖2所示的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路輸出的帶隙參考電壓信號(hào)syn_out可以表示為公式1：

syn_out＝vref*α+vref_neg*β(公式1)

由于第一參考電壓產(chǎn)生電路100產(chǎn)生的第一參考電壓和第二參考電壓產(chǎn)生電路200產(chǎn)生的第二參考電壓隨溫度變化呈現(xiàn)相反的變化趨勢(shì)，因此通過(guò)比例放大并進(jìn)行求和，就可以使得最終輸出的帶隙參考電壓隨溫度的變化非常接近于零溫度系數(shù)。

本發(fā)明公開的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路包括第一參考電壓產(chǎn)生電路、第二參考電壓產(chǎn)生電路、第一比例放大電、第二比例放大電路以及電壓求和電路， 其中第一參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的第一參考電壓隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性，而第二參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的第二參考電壓隨溫度升高呈現(xiàn)上開口拋物線特性，對(duì)第一參考電壓和第二參考電壓進(jìn)行比例放大并進(jìn)行求和產(chǎn)生帶隙參考電壓，由于第一參考電壓和第二參考電壓隨溫度的變化呈現(xiàn)相反的變化趨勢(shì)，因此能夠極大地降低最終輸出的帶隙參考電壓隨溫度變化的程度，使得帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的溫度系數(shù)更低。

實(shí)施中，第一參考電壓產(chǎn)生電路100和第二參考電壓產(chǎn)生電路200可以采用多種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，下面分別進(jìn)行說(shuō)明。

參見圖3，圖3為本發(fā)明公開的一種第一參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖。第一參考電壓產(chǎn)生電路包括第一mos晶體管m1、第二mos晶體管m2、第三mos晶體管m3、第一雙極型晶體管q1、第二雙極型晶體管q2、第三雙極型晶體管q3、第一電阻r1、第二電阻r2和第一運(yùn)算放大器opa1。

其中，第一mos晶體管m1、第二mos晶體管m2和第三mos晶體管m3均為p型mos晶體管，第一雙極型晶體管q1、第二雙極型晶體管q2和第三雙極型晶體管q3均為pnp型雙極型晶體管，第一雙極型晶體管q1和第三雙極型晶體管q3的發(fā)射極面積相等，第二雙極型晶體管q2的發(fā)射極面積為第一雙極型晶體管q1的發(fā)射極面積的n倍，n為大于1的整數(shù)。

第一mos晶體管m1、第二mos晶體管m2和第三mos晶體管m3的源端和襯底均連接至電源電壓，第一mos晶體管m1、第二mos晶體管m2和第三mos晶體管m3的柵端均連接至第一運(yùn)算放大器opa1的輸出端，第一mos晶體管m1的漏端連接至第一節(jié)點(diǎn)j1，第二mos晶體管m2的漏端連接至第二節(jié)點(diǎn)j2，第三mos晶體管m3的漏端為第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

第一運(yùn)算放大器opa1的正輸入端連接至第一節(jié)點(diǎn)j1，第一運(yùn)算放大器opa1的負(fù)輸入端連接至第二節(jié)點(diǎn)j2。

第一雙極型晶體管q1、第二雙極型晶體管q2和第三雙極型晶體管q3的基極以及集電極均接地，第一雙極型晶體管q1的發(fā)射極連接至第一節(jié)點(diǎn) j1，第二雙極型晶體管q2的發(fā)射極連接至第一電阻r1的第一端，第一電阻r1的第二端連接至第二節(jié)點(diǎn)j2，第三雙極型晶體管q3的發(fā)射極連接至第二電阻r2的第一端，第二電阻r2的第二端連接至第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

下面對(duì)圖3所示第一參考電壓產(chǎn)生電路的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。

第一雙極型晶體管q1和第三雙極型晶體管q3的發(fā)射極面積為a，第二雙極型晶體管q2的發(fā)射極面積為na。

由于第一運(yùn)算放大器opa1的作用，使得第一節(jié)點(diǎn)j1和第二節(jié)點(diǎn)j2的電壓相等，同時(shí)使得流過(guò)第一mos晶體管m1、第二mos晶體管m2和第三mos晶體管m3的電流相等，因此有公式2：

vbe1-vbe2＝vtln(n)(公式2)

其中，vbe1為第一雙極型晶體管q1的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vbe2為第二雙極型晶體管q2的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vt＝kt/q。

因此，第一電阻r1兩端的電壓就是vbe1和vbe2之間的差，即vtln(n)。那么，流過(guò)第一mos晶體管m1、第二mos晶體管m2和第三mos晶體管m3的電流可以表示為公式3：

ids,m1＝ids,m2＝ids,m3＝vtln(n)/r1(公式3)

其中，ids,m1表示流過(guò)第一mos晶體管m1的電流，ids,m2表示流過(guò)第二mos晶體管m2的電流，ids,m3表示流過(guò)第三mos晶體管m3的電流。

那么，第一參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第一參考電壓vref可以表示為公式4：

vref＝vbe3+vtln(n)r2/r1(公式4)

其中，vbe3為第三雙極型晶體管q3的基極和發(fā)射極之間的電壓差。

參見圖4，圖4為本發(fā)明公開的另一種第一參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖。第一參考電壓產(chǎn)生電路包括第四mos晶體管m4、第五mos晶體管m5、第六mos晶體管m6、第七mos晶體管m7、第八mos晶體管m8、第四雙極型晶體管q4、第五雙極型晶體管q5、第六雙極型晶體管q6、第三電阻r3 和第四電阻r4。

其中，第四mos晶體管m4、第五mos晶體管m5和第六mos晶體管m6均為p型mos晶體管，第七mos晶體管m7和第八mos晶體管m8均為n型mos晶體管，第四雙極型晶體管q4、第五雙極型晶體管q5和第六雙極型晶體管q6均為pnp型雙極型晶體管，第四雙極型晶體管q4和第六雙極型晶體管q6的發(fā)射極面積相等，第五雙極型晶體管q5的發(fā)射極面積為第四雙極型晶體管q4的發(fā)射極面積的n倍，n為大于1的整數(shù)。

第四mos晶體管m4、第五mos晶體管m5和第六mos晶體管m6的源端和襯底均連接至電源電壓，第四mos晶體管m4、第五mos晶體管m5和第六mos晶體管m6的柵端均連接至第五mos晶體管m5的漏端，第四mos晶體管m4的漏端連接至第七mos晶體管m7的漏端，第五mos晶體管m5的漏端連接至第八mos晶體管m8的漏端，第六mos晶體管m6的漏端為第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端，第七mos晶體管m7和第八mos晶體管m8的柵端均連接至第七mos晶體管m7的漏端，第七mos晶體管m7的源端連接至第三節(jié)點(diǎn)j3，第八mos晶體管m8的源端連接至第四節(jié)點(diǎn)j4。

第四雙極型晶體管q4、第五雙極型晶體管q5和第六雙極型晶體管q6的基極以及集電極均接地，第四雙極型晶體管q4的發(fā)射極連接至第三節(jié)點(diǎn)j3，第五雙極型晶體管q5的發(fā)射極連接至第三電阻r3的第一端，第三電阻r3的第二端連接至第四節(jié)點(diǎn)j4，第六雙極型晶體管q6的發(fā)射極連接至第四電阻r4的第一端，第四電阻r4的第二端連接至第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

下面對(duì)圖4所示第一參考電壓產(chǎn)生電路的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。

第四雙極型晶體管q4和第六雙極型晶體管q6的發(fā)射極面積為a，第五雙極型晶體管q5的發(fā)射極面積為na。

第四mos晶體管m4、第五mos晶體管m5和第六mos晶體管m6組成電流鏡結(jié)構(gòu)，使得流過(guò)第四mos晶體管m4、第五mos晶體管m5和第六mos晶體管m6的源漏電流相等，第七mos晶體管m7和第八mos晶體管 m8也組成電流鏡結(jié)構(gòu)，使得流過(guò)第七mos晶體管m7和第八mos晶體管m8的源漏電流相等，進(jìn)而使得第三節(jié)點(diǎn)j3和第四節(jié)點(diǎn)j4的電壓相等。因此有公式5：

vbe4-vbe5＝vtln(n)(公式5)

其中，vbe4為第四雙極型晶體管q4的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vbe5為第五雙極型晶體管q5的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vt＝kt/q。

因此，第三電阻r3兩端的電壓就是vbe4和vbe5之間的差值，即vtln(n)。那么，流過(guò)第四mos晶體管m4、第五mos晶體管m5和第六mos晶體管m6的電流可以表示為公式6：

ids,m4＝ids,m5＝ids,m6＝vtln(n)/r3(公式6)

其中，ids,m4表示流過(guò)第四mos晶體管m4的電流，ids,m5表示流過(guò)第五mos晶體管m5的電流，ids,m6表示流過(guò)第六mos晶體管m6的電流。

那么，圖4所示第一參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第一參考電壓vref可以表示為公式7：

vref＝vbe6+vtln(n)r4/r3(公式7)

其中，vbe6為第六雙極型晶體管q6的基極和發(fā)射極之間的電壓差。

本發(fā)明圖3和圖4所示第一參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第一參考電壓在溫度變化情況下的輸出特性如圖13所示。在溫度從-40℃變化至85℃過(guò)程中，圖3和圖4所示的第一參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第一參考電壓有3.34mv的變化。

參見圖5，圖5為本發(fā)明公開的另一種第一參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖。第一參考電壓產(chǎn)生電路包括第九mos晶體管m9、第十mos晶體管m10、第十一mos晶體管m11、第十二mos晶體管m12、第七雙極型晶體管q7、第八雙極型晶體管q8、第九雙極型晶體管q9、第十雙極型晶體管q10、第五電阻r5、第六電阻r6和第二運(yùn)算放大器opa2。

其中，第九mos晶體管m9、第十mos晶體管m10、第十一mos晶體管m11和第十二mos晶體管m12均為p型mos晶體管，第七雙極型晶體 管q7、第八雙極型晶體管q8、第九雙極型晶體管q9和第十雙極型晶體管q10均為pnp型雙極型晶體管，第七雙極型晶體管q7和第八雙極型晶體管q8的發(fā)射極面積相等，第九雙極型晶體管q9和第十雙極型晶體管q10的發(fā)射極面積相等，第九雙極型晶體管q9的發(fā)射極面積為第七雙極型晶體管q7的發(fā)射極面積的n倍，n為大于1的整數(shù)。

第九mos晶體管m9、第十mos晶體管m10、第十一mos晶體管m11和第十二mos晶體管m12的源端和襯底均連接至電源電壓，第九mos晶體管m9、第十mos晶體管m10、第十一mos晶體管m11和第十二mos晶體管m12的柵端均連接至第二運(yùn)算放大器opa2的輸出端，第九mos晶體管m9的漏端連接至第五節(jié)點(diǎn)j5，第十mos晶體管m10的漏端為第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

第二運(yùn)算放大器opa2的正輸入端連接至第五節(jié)點(diǎn)j5，第二運(yùn)算放大器opa2的負(fù)輸入端連接至第六節(jié)點(diǎn)j6，第六電阻r6的第一端連接至第六節(jié)點(diǎn)j6，第六電阻r6的第二端連接至第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

第七雙極型晶體管q7的基極和集電極接地，第七雙極型晶體管q7的發(fā)射極同時(shí)連接至第十一mos晶體管m11的漏端以及第八雙極型晶體管q8的基極，第八雙極型晶體管q8的集電極接地，第八雙極型晶體管q8的發(fā)射極連接至第五節(jié)點(diǎn)j5，第九雙極型晶體管q9的基極和集電極接地，第九雙極型晶體管q9的發(fā)射極同時(shí)連接至第十二mos晶體管m12的漏端以及第十雙極型晶體管q10的基極，第十雙極型晶體管q10的集電極接地，第十雙極型晶體管q10的發(fā)射極連接至第五電阻r5的第一端，第五電阻r5的第二端連接至第六節(jié)點(diǎn)j6。

下面對(duì)圖5所示第一參考電壓產(chǎn)生電路的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。

第七雙極型晶體管q7和第八雙極型晶體管q8的發(fā)射極面積為a，第九雙極型晶體管q9的發(fā)射極面積為第七雙極型晶體管q7的發(fā)射極面積為na。

由于第二運(yùn)算放大器opa2的作用，使得第五節(jié)點(diǎn)j5和第六節(jié)點(diǎn)j6的電壓相等，同時(shí)使得流過(guò)第九mos晶體管m9、第十mos晶體管m10、第十一mos晶體管m11和第十二mos晶體管m12的電流相等，因此有公式8：

vbe8-vbe10＝vtln(n)(公式8)

其中，vbe7為第七雙極型晶體管q7的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vbe8為第八雙極型晶體管q8的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vbe9為第九雙極型晶體管q9的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vbe10為第十雙極型晶體管q10的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vt＝kt/q。忽略基極電流，vbe7等于vbe8，vbe9等于vbe10。

因此，第五電阻r5兩端的電壓就是vbe7+vbe8-vbe9-vbe10，即2vtln(n)。那么，圖5所示第一參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第一參考電壓vref可以表示為公式9：

vref＝vbe9+vbe10+2vtln(n)(1+r6/r5)(公式9)

其中，vbe9為第九雙極型晶體管q9的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vbe10為第十雙極型晶體管q10的基極和發(fā)射極之間的電壓差。

本發(fā)明圖5所示第一參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第一參考電壓在溫度變化情況下的輸出特性如圖14所示。在溫度從-40℃變化至85℃過(guò)程中，圖5所示的第一參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第一參考電壓有6.54mv的變化。

參見圖6，圖6為本發(fā)明公開的一種第二參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖。該第二參考電壓產(chǎn)生電路包括第十三mos晶體管m13、第十四mos晶體管m14、第十五mos晶體管m15、第十一雙極型晶體管q11、第十二雙極型晶體管q12、第十三雙極型晶體管q13、第一阻性器件rt1、第七電阻r7和第三運(yùn)算放大器opa3。

其中，第十三mos晶體管m13、第十四mos晶體管m14和第十五mos晶體管m15均為p型mos晶體管，第十一雙極型晶體管q11、第十二雙極型晶體管q12和第十三雙極型晶體管q13均為pnp型雙極型晶體管，第十一雙極型晶體管q11和第十三雙極型晶體管q13的發(fā)射極面積相等，第十二雙極型晶體管q12的發(fā)射極面積為第十一雙極型晶體管q11的發(fā)射極面積的n倍，n為大于1的整數(shù)。第一阻性器件rt1具備單調(diào)壓控電阻的特性，并且第一阻性器件rt1的阻值與輸入壓控電壓的幅值呈正比例關(guān)系，第一阻性器件rt1的壓控端接入隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性的參考電壓。當(dāng)輸入 壓控電壓的幅值增加時(shí)，第一阻性器件rt1的阻值也隨之升高，當(dāng)輸入壓控電壓的幅值減小時(shí)，第一阻性器件rt1的阻值也隨之降低。

第十三mos晶體管m13、第十四mos晶體管m14和第十五mos晶體管m15的源端和襯底均連接至電源電壓，第十三mos晶體管m13、第十四mos晶體管m14和第十五mos晶體管m15的柵端均連接至第三運(yùn)算放大器opa3的輸出端，第十三mos晶體管m13的漏端連接至第七節(jié)點(diǎn)j7，第十四mos晶體管m14的漏端連接至第八節(jié)點(diǎn)j8，第十五mos晶體管m15的漏端為第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

第三運(yùn)算放大器opa3的正輸入端連接至第七節(jié)點(diǎn)j7，第三運(yùn)算放大器opa3的負(fù)輸入端連接至第八節(jié)點(diǎn)j8。

第十一雙極型晶體管q11、第十二雙極型晶體管q12和第十三雙極型晶體管q13的基極以及集電極均接地，第十一雙極型晶體管q11的發(fā)射極連接至第七節(jié)點(diǎn)j7，第十二雙極型晶體管q12的發(fā)射極連接至第一阻性器件rt1的第一端，第一阻性器件rt1的第二端連接至第八節(jié)點(diǎn)j8，第十三雙極型晶體管q13的發(fā)射極連接至第七電阻r7的第一端，第七電阻r7的第二端連接至第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

下面對(duì)圖6所示第二參考電壓產(chǎn)生電路的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。

第十一雙極型晶體管q11和第十三雙極型晶體管q13的發(fā)射極面積為a，第十二雙極型晶體管q12的發(fā)射極面積為na。

由于第三運(yùn)算放大器opa3的作用，使得第七節(jié)點(diǎn)j7和第八節(jié)點(diǎn)j8的電壓相等，同時(shí)使得流過(guò)第十三mos晶體管m13、第十四mos晶體管m14和第十五mos晶體管m15的電流相等，因此有公式10：

vbe11-vbe12＝vtln(n)(公式10)

vbe11為第十一雙極型晶體管q11的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vbe12為第十二雙極型晶體管q12的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vt＝kt/q。

圖6所示第二參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第二參考電壓vref_neg可以表示為公式11：

vref_neg＝vbe13+vtln(n)r7/rt1(公式11)

其中，vbe13為第十三雙極型晶體管q13的基極和發(fā)射極之間的電壓差，rt1表示第一阻性器件rt1的阻值。

由公式11可知，要實(shí)現(xiàn)第二參考電壓vref_neg隨溫度升高呈現(xiàn)上開口拋物線特性，需要第一阻性器件rt1的阻值具有溫度系數(shù)。

作為一種實(shí)施方式，第一阻性器件rt1為第十六mos晶體管m16(如圖7所示)，第十六mos晶體管m16為n型mos晶體管。第十六mos晶體管m16的柵端接入?yún)⒖茧妷?，該參考電壓隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性，第十六mos晶體管m16的襯底接地，第十六mos晶體管m16的源端與第十二雙極型晶體管q12的發(fā)射極連接，第十六mos晶體管m16的漏端連接至第八節(jié)點(diǎn)j8。

實(shí)施中，可以將第十六mos晶體管m16的柵端與第一參考電壓產(chǎn)生電路100的輸出端連接(由圖13和圖14可知，第一參考電壓具有隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性)，也就是將第十六mos晶體管m16的柵端接入第一參考電壓vref。實(shí)施中，也可以將第十六mos晶體管m16的柵端接入對(duì)第一參考電壓vref進(jìn)行比例放大后產(chǎn)生的參考電壓。

圖7所示第二參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第二參考電壓vref_neg可以表示為公式12：

vref_neg＝vbe13+vtln(n)r7/rm16(公式12)

其中，vbe13為第十三雙極型晶體管q13的基極和發(fā)射極之間的電壓差，rm16表示第十六mos晶體管m16的源端和漏端之間的電阻值。

通過(guò)設(shè)定第十六mos晶體管m16的工作條件，可以使得第十六mos晶體管m16的源端和漏端之間的電阻值rm16與第十六mos晶體管m16的柵端輸入電壓呈一種比例關(guān)系。例如：設(shè)定第十六mos晶體管m16工作在線性區(qū)，那么rm16與第十六mos晶體管m16的柵端輸入電壓呈線性關(guān)系。由于第十六mos晶體管m16的柵端的輸入電壓為第一參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的第一參考電壓vref(隨溫度升高呈下開口拋物線特性)，或者是對(duì)第一參考電壓vref進(jìn)行比例放大后產(chǎn)生的參考電壓，因此由公式12可知，由于rm16在公式12中處于分母的位置，那么通過(guò)合理選擇n和第七電阻r7的阻值，就能夠 使得rm16對(duì)第二參考電壓vref_neg的貢獻(xiàn)表現(xiàn)為隨溫度升高呈上開口的拋物線特性。

本發(fā)明圖7所示第二參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第二參考電壓在溫度變化情況下的輸出特性如圖15所示，隨著溫度的升高，第二參考電壓呈現(xiàn)上開口拋物線特性。在溫度從-40℃變化至85℃過(guò)程中，圖7所示的第二參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第二參考電壓有19.3mv的變化。

參見圖8，圖8為本發(fā)明公開的另一種第二參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖。該第二參考電壓產(chǎn)生電路包括第十七mos晶體管m17、第十八mos晶體管m18、第十九mos晶體管m19、第二十mos晶體管m20、第二十一mos晶體管m21、第十四雙極型晶體管q14、第十五雙極型晶體管q15、第十六雙極型晶體管q16、第二阻性器件rt2和第八電阻r8。

其中，第十七mos晶體管m17、第十八mos晶體管m18和第十九mos晶體管m19均為p型mos晶體管，第二十mos晶體管m20和第二十一mos晶體管m21均為n型mos晶體管，第十四雙極型晶體管q14、第十五雙極型晶體管q15和第十六雙極型晶體管q16均為pnp型雙極型晶體管，第十四雙極型晶體管q14和第十六雙極型晶體管q16的發(fā)射極面積相等，第十五雙極型晶體管q15的發(fā)射極面積為第十四雙極型晶體管q14的發(fā)射極面積的n倍，n為大于1的整數(shù)。第二阻性器件rt2具備單調(diào)壓控電阻的特性，并且第二阻性器件rt2的阻值與輸入壓控電壓的幅值呈正比例關(guān)系，第二阻性器件rt2的壓控端接入隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性的參考電壓。當(dāng)輸入壓控電壓的幅值增加時(shí)，第二阻性器件rt2的阻值也隨之升高，當(dāng)輸入壓控電壓的幅值減小時(shí)，第二阻性器件rt2的阻值也隨之降低。

第十七mos晶體管m17、第十八mos晶體管m18和第十九mos晶體管m19的源端和襯底均連接至電源電壓，第十七mos晶體管m17、第十八mos晶體管m18和第十九mos晶體管m19的柵端均連接至第十八mos晶體管m18的漏端，第十七mos晶體管m17的漏端連接至第二十mos晶體管m20的漏端，第十八mos晶體管m18的漏端連接至第二十一mos晶體 管m21的漏端，第十九mos晶體管m19的漏端為第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端，第二十mos晶體管m20和第二十一mos晶體管m21的柵端均連接至第二十mos晶體管m20的漏端，第二十mos晶體管m20的源端連接至第九節(jié)點(diǎn)j9，第二十一mos晶體管m21的源端連接至第十節(jié)點(diǎn)j10。

第十四雙極型晶體管q14、第十五雙極型晶體管q15和第十六雙極型晶體管q16的基極以及集電極均接地，第十四雙極型晶體管q14的發(fā)射極連接至第九節(jié)點(diǎn)j9，第十五雙極型晶體管q15的發(fā)射極連接至第二阻性器件rt2的第一端，第二阻性器件rt2的第二端連接至第十節(jié)點(diǎn)j10，第十六雙極型晶體管q16的發(fā)射極連接至第八電阻r8的第一端，第八電阻r8的第二端連接至第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

下面對(duì)圖8所示第二參考電壓產(chǎn)生電路的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。

第十四雙極型晶體管q14和第十六雙極型晶體管q16的發(fā)射極面積為a，第十五雙極型晶體管q15的發(fā)射極面積為na。

第十七mos晶體管m17、第十八mos晶體管m18和第十九mos晶體管m19組成電流鏡結(jié)構(gòu)，使得流過(guò)第十七mos晶體管m17、第十八mos晶體管m18和第十九mos晶體管m19的源漏電流相等，第二十mos晶體管m20和第二十一mos晶體管m21也組成電流鏡結(jié)構(gòu)，使得流過(guò)第二十mos晶體管m20和第二十一mos晶體管m21的源漏電流相等，進(jìn)而使得第九節(jié)點(diǎn)j9和第十節(jié)點(diǎn)j10的電壓相等。因此，有公式13：

vbe14-vbe15＝vtln(n)(公式13)

其中，vbe14為第十四雙極型晶體管q14的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vbe15為第十五雙極型晶體管q15的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vt＝kt/q。

圖8所示第二參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第二參考電壓vref_neg可以表示為公式14：

vref_neg＝vbe16+vtln(n)r8/rt2(公式14)

其中，vbe16為第十六雙極型晶體管q16的基極和發(fā)射極之間的電壓差，rt2為第二阻性器件rt2的阻值。

由公式14可知，要實(shí)現(xiàn)第二參考電壓vref_neg隨溫度升高呈現(xiàn)上開口拋 物線特性，需要第二阻性器件rt2的阻值具有溫度系數(shù)。

作為一種實(shí)施方式，第二阻性器件rt2為第二十二mos晶體管m22(如圖9所示)，第二十二mos晶體管m22為n型mos晶體管。第二十二mos晶體管m22的柵端接入?yún)⒖茧妷?，該參考電壓隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性。第二十二mos晶體管m22的襯底接地，第二十二mos晶體管m22的源端與第十五雙極型晶體管q15的發(fā)射極連接，第二十二mos晶體管m22的漏端連接至第十節(jié)點(diǎn)j10。

實(shí)施中，可以將第二十二mos晶體管m22的柵端與第一參考電壓產(chǎn)生電路100的輸出端連接(由圖13和圖14可知，第一參考電壓具有隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性)，也就是將第二十二mos晶體管m22的柵端接入第一參考電壓vref。實(shí)施中，也可以將第二十二mos晶體管m22的柵端接入對(duì)第一參考電壓vref進(jìn)行比例放大后產(chǎn)生的參考電壓。

圖9所示第二參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第二參考電壓vref_neg可以表示為公式15：

vref_neg＝vbe16+vtln(n)r8/rm22(公式15)

其中，vbe16為第十六雙極型晶體管q16的基極和發(fā)射極之間的電壓差，rm22為第二十二mos晶體管m22的源端和漏端之間的電阻值。

通過(guò)設(shè)定第二十二mos晶體管m22的工作條件，可以使得第二十二mos晶體管m22的源端和漏端之間的電阻值rm22與第二十二mos晶體管m22的柵端輸入電壓呈一種比例關(guān)系。例如：設(shè)定第二十二mos晶體管m22工作在線性區(qū)，那么rm22與第二十二mos晶體管m22的柵端輸入電壓呈線性關(guān)系。由于第二十二mos晶體管m22的柵端的輸入電壓為第一參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的第一參考電壓vref(隨溫度升高呈下開口拋物線特性)，或者是對(duì)第一參考電壓vref進(jìn)行比例放大后產(chǎn)生的參考電壓，因此由公式15可知，由于rm22在公式15中處于分母的位置，那么通過(guò)合理選擇n和第八電阻r8的阻值，就能夠使得rm22對(duì)第二參考電壓vref_neg的貢獻(xiàn)表現(xiàn)為隨溫度升高呈上開口的拋物線特性。

參見圖10，圖10為本發(fā)明公開的另一種第二參考電壓產(chǎn)生電路的電路圖。該第二參考電壓產(chǎn)生電路包括第二十三mos晶體管m23、第二十四mos晶體管m24、第二十五mos晶體管m25、第二十六mos晶體管m26、第十七雙極型晶體管q17、第十八雙極型晶體管q18、第十九雙極型晶體管q19、第二十雙極型晶體管q20、第三阻性器件rt3、第九電阻r9和第四運(yùn)算放大器opa4。

其中，第二十三mos晶體管m23、第二十四mos晶體管m24、第二十五mos晶體管m25和第二十六mos晶體管m26均為p型mos晶體管，第十七雙極型晶體管q17、第十八雙極型晶體管q18、第十九雙極型晶體管q19和第二十雙極型晶體管q20均為pnp型雙極型晶體管，第十七雙極型晶體管q17和第十八雙極型晶體管q18的發(fā)射極面積相等，第十九雙極型晶體管q19和第二十雙極型晶體管q20的發(fā)射極面積相等，第十九雙極型晶體管q19的發(fā)射極面積為第十七雙極型晶體管q17的發(fā)射極面積的n倍，n為大于1的整數(shù)。第三阻性器件rt3具備單調(diào)壓控電阻的特性，并且第三阻性器件rt3的阻值與輸入壓控電壓的幅值呈正比例關(guān)系，第三阻性器件rt3的壓控端接入隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性的參考電壓。當(dāng)輸入壓控電壓的幅值增加時(shí)，第三阻性器件rt3的阻值也隨之升高，當(dāng)輸入壓控電壓的幅值減小時(shí)，第三阻性器件rt3的阻值也隨之降低。

第二十三mos晶體管m23、第二十四mos晶體管m24、第二十五mos晶體管m25和第二十六mos晶體管m26的源端和襯底均連接至電源電壓，第二十三mos晶體管m23、第二十四mos晶體管m24、第二十五mos晶體管m25和第二十六mos晶體管m26的柵端均連接至第四運(yùn)算放大器opa4的輸出端，第二十三mos晶體管m23的漏端連接至第十一節(jié)點(diǎn)j11，第二十四mos晶體管m24的漏端為第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

第四運(yùn)算放大器opa4的正輸入端連接至第十一節(jié)點(diǎn)j11，第四運(yùn)算放大器opa4的負(fù)輸入端連接至第十二節(jié)點(diǎn)j12，第九電阻r9的第一端連接至第十二節(jié)點(diǎn)j12，第九電阻r9的第二端連接至第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端。

第十七雙極型晶體管q17的基極和集電極接地，第十七雙極型晶體管q17 的發(fā)射極同時(shí)連接至第二十五mos晶體管m25的漏端以及第十八雙極型晶體管q18的基極，第十八雙極型晶體管q18的集電極接地，第十八雙極型晶體管q18的發(fā)射極連接至第十一節(jié)點(diǎn)j11，第十九雙極型晶體管q19的基極和集電極接地，第十九雙極型晶體管q19的發(fā)射極同時(shí)連接至第二十六mos晶體管m26的漏端以及第二十雙極型晶體管q20的基極，第二十雙極型晶體管q20的集電極接地，第二十雙極型晶體管q20的發(fā)射極連接至第三阻性器件rt3的第一端，第三阻性器件rt3的第二端連接至第十二節(jié)點(diǎn)j12。

下面對(duì)圖10所示第二參考電壓產(chǎn)生電路的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。

第十七雙極型晶體管q17和第十八雙極型晶體管q18的發(fā)射極面積為a，第十九雙極型晶體管q19和第二十雙極型晶體管q20的發(fā)射極面積為na。

由于第四運(yùn)算放大器opa4的作用，使得第十一節(jié)點(diǎn)j11和第十二節(jié)點(diǎn)j12的電壓相等，同時(shí)使得流過(guò)第二十三mos晶體管m23、第二十四mos晶體管m24、第二十五mos晶體管m25和第二十六mos晶體管m26的電流相等，因此有公式16：

vbe18-vbe20＝vtln(n)(公式16)

其中，vbe17為第十七雙極型晶體管q17的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vbe18為第十八雙極型晶體管q18的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vbe19為第十九雙極型晶體管q19的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vbe20為第二十雙極型晶體管q20的基極和發(fā)射極之間的電壓差，vt＝kt/q。忽略基極電流，vbe17等于vbe18，vbe19等于vbe20。

圖10所示第二參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第二參考電壓vref_neg可以表示為公式17：

vref_neg＝vbe19+vbe20+2vtln(n)(1+r9/rt3)(公式17)

其中，rt3為第三阻性器件rt3的阻值。

由公式17可知，要實(shí)現(xiàn)第二參考電壓vref_neg隨溫度升高呈現(xiàn)上開口拋物線特性，需要第三阻性器件rt3的阻值具有溫度系數(shù)。

作為一種實(shí)施方式，第三阻性器件rt3為第二十七mos晶體管m27(如圖11所示)，第二十七mos晶體管m27為n型mos晶體管。第二十七 mos晶體管m27的柵端接入?yún)⒖茧妷?，該參考電壓隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性。第二十七mos晶體管m27的襯底接地，第二十七mos晶體管m27的源端與第二十雙極型晶體管q20的發(fā)射極連接，第二十七mos晶體管m27的漏端連接至第十二節(jié)點(diǎn)j12。

實(shí)施中，可以將第二十七mos晶體管m27的柵端與第一參考電壓產(chǎn)生電路100的輸出端連接(由圖13和圖14可知，第一參考電壓具有隨溫度升高呈現(xiàn)下開口拋物線特性)，也就是將第二十七mos晶體管m27的柵端接入第一參考電壓vref。實(shí)施中，也可以將第二十七mos晶體管m27的柵端接入對(duì)第一參考電壓vref進(jìn)行比例放大后產(chǎn)生的參考電壓。

圖11所示第二參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第二參考電壓vref_neg可以表示為公式18：

vref_neg＝vbe19+vbe20+2vtln(n)(1+r9/rm27)(公式18)

其中，rm27為第二十七mos晶體管m27的源端和漏端之間的電阻值。

通過(guò)設(shè)定第二十七mos晶體管m27的工作條件，可以使得第二十七mos晶體管m27的源端和漏端之間的電阻值rm27與第二十七mos晶體管m27的柵端輸入電壓呈一種比例關(guān)系。例如：設(shè)定第二十七mos晶體管m27工作在線性區(qū)，那么rm27與第二十七mos晶體管m27的柵端輸入電壓呈線性關(guān)系。由于第二十七mos晶體管m27的柵端的輸入電壓為第一參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的第一參考電壓vref(隨溫度升高呈下開口拋物線特性)，或者是對(duì)第一參考電壓vref進(jìn)行比例放大后產(chǎn)生的參考電壓，因此由公式18可知，由于rm27在公式18中處于分母的位置，那么通過(guò)合理選擇n和第九電阻r9的阻值，就能夠使得rm27對(duì)第二參考電壓vref_neg的貢獻(xiàn)表現(xiàn)為隨溫度升高呈上開口的拋物線特性。

本發(fā)明公開的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中，第一比例放大電路300、第二比例放大電路400和電壓求和電路500可以采用圖12所示的結(jié)構(gòu)。具體包括：第五運(yùn)算放大器opa5、第六運(yùn)算放大器opa6、第十電阻r10、第十一電阻r11、第十二電阻r12、第十三電阻r13和第十四電阻r14。

第十電阻r10的第一端與第一參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端連接，第十電阻r10的第二端與第五運(yùn)算放大器opa5的負(fù)輸入端連接，第十一電阻r11的第一端與第五運(yùn)算放大器opa5的負(fù)輸入端連接，第十一電阻r11的第二端與第五運(yùn)算放大器opa5的輸出端連接，第十二電阻r12的第一端與第二參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端連接，第十二電阻r12的第二端與第五運(yùn)算放大器opa5的負(fù)輸入端連接，第五運(yùn)算放大器opa5的正輸入端接地。

第十三電阻r13的第一端與第五運(yùn)算放大器opa5的輸出端連接，第十三電阻r13的第二端與第六運(yùn)算放大器opa6的負(fù)輸入端連接，第十四電阻r14的第一端與第六運(yùn)算放大器opa6的負(fù)輸入端連接，第十四電阻r14的第二端與第六運(yùn)算放大器opa6的輸出端連接，第六運(yùn)算放大器opa6的正輸入端接地，第六運(yùn)算放大器opa6的輸出端為帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的輸出端syn_out。

根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短虛斷原理可知，第五運(yùn)算放大器opa5的輸出電壓vx可以表示為公式19：

第六運(yùn)算放大器opa6的輸出電壓syn_out可以表示為公式20：

若取r14＝r13，且則公式20就完全實(shí)現(xiàn)了公式1。

以本發(fā)明公開的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路中的第一參考電壓產(chǎn)生電路100采用圖3或圖4結(jié)構(gòu)，第二參考電壓產(chǎn)生電路200采用圖7所示結(jié)構(gòu)為例：

在溫度從-40℃變化至85℃過(guò)程中，圖3和圖4所示的第一參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第一參考電壓有3.34mv的變化，圖7所示的第二參考電壓產(chǎn)生電路輸出的第二參考電壓有19.3mv的變化。

假如第一比例放大電路300的放大比例配置為1，第二比例放大電路400的放大比例配置為1/6，則在溫度從-40℃變化至85℃過(guò)程中，本發(fā)明公開的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路輸出的帶隙參考電壓syn_out的波形如圖16所示，帶 隙參考電壓syn_out有0.51mv的變化，溫度系數(shù)約為2.8ppm/℃，遠(yuǎn)小于現(xiàn)有的帶隙參考電壓產(chǎn)生電路的溫度系數(shù)。

最后，還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體與另一個(gè)實(shí)體區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。

本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。