一种用于低压带隙基准的放大器失调电压补偿电路的利记博彩app
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于低压带隙基准的放大器失调电压补偿电路。
【【背景技术】】
[0002]带隙基准是集成电路中最常见的参考电压电路，它能够提供不受电源电压和环境温度影响的高精度参考电压。
[0003]典型的低压带隙基准I如图1中左边虚线框I所示，由二极管、电阻、电流镜和放大器组成。
[0004]两个二极管Dl和D2用于产生正比于温度的电压，二极管Dl和D2的面积大小不同，二极管Dl由N个二极管D2并联而成，N通常等于8。由于流经Dl和D2的电流相等，Dl和D2的电压差AVd正比于温度。
[0005]PMOS管电流源MPll和MP12的尺寸相同，它们的栅极均由放大器14驱动，用于产生两路完全相同的偏置电流。
[0006]放大器14的正输入端连接电阻Rl和电阻R2的一端以及PMOS管MPll的漏极，负输入端连接电阻R3的一端、二极管D2的正极和PMOS管MP12的漏极，输出端连接PMOS管电流源MPlI和MP12的删极，在负反馈的作用下使放大器正输入端和负输入端的电压相同。
[0007]电阻Rl用于产生正比于温度的电流，由于放大器14的正输入端和负输入端的电压相同，Rl两端的电压等于二极管Dl和D2的电压差AVD，由于AVd正比于温度，所以流经电阻Rl的电流正比于温度。
[0008]电阻R2与二极管Dl和电阻Rl并联，R2两端的电压等于二极管D2的电压，由于二极管正向导通电压是负温度系数的，流经电阻R2的电流也是负温度系数。当电阻R2与Rl的电阻值满足一定的比例，流经R2和Rl的电流温度系数相反，电流之和为零温度系数，即PMOS管电流源MPll和MP12的电流I与温度无关。
[0009]电阻R2和R3的电阻值相等，由于放大器14的正输入端和负输入端的电压相等，因此流经电阻R2和R3的电流相等。由于PMOS管电流源MP11和MP12的电流相同，因此流经二极管Dl和D2的电流也相等。
[0010]PMOS管电流源MP13的栅极与PMOS管电流源MPll和MP12的栅极相连且尺寸也相等，因此PMOS管电流源MP13的电流等于PMOS管电流源MPlI和MP12的电流I，并且与温度无关，电流I流经电阻R4，R4上的电压Vref也与温度无关。
[0011 ]流过 Rl 的电流 Iri= AV d/R1，
[0012]流过R2 的电流 Ir2= V D2/R2，
[0013]因此PMOS 管电流源 MPl I 的电流 I = Δ VD/R1+VD2/R2
[0014]由于PMOS管MP11，MP12，MP13的电流相等，R4上的电压，即带隙基准的电压Vref为:
[0015]Vref = I*R3 = ( Δ VD/R1+VD2/R2) *R4 (1-1)
[0016]此电压与温度和电源电压无关，也只与电阻Rl，R21，R4的比值相关，因此也与电阻的温度系数无关。
[0017]这种结构的带隙基准有一个显著地缺点就是输出电压受放大器14的失调电压影响，之前的分析假定放大器正输入端和负输入端的电压相等，即放大器的失调电压为零。实际上受集成电路工艺失配和放大器的有限增益影响，放大器的正负输入端之间有不能忽略的失调电压Vos，考虑到失调电压的影响，带隙基准的输出电压为:
[0018]Vref = I*R4 = ( Δ VD/Rl+VD2/R2+Vos/Rl) *R4 (1-2)
[0019]其中，Vos/Rl为放大器失调电压引入的误差电流。
[0020]通常R4的电阻值远大于Rl，因此失调电压影响会被放大R4/R1倍，通常达到几十毫伏的量级，极大地影响带隙基准的电压精度。由于失调电压受温度影响，带隙基准的温度特性也会受到影响。
【【实用新型内容】】
[0021]本实用新型的目的在于提供一种用于低压带隙基准的放大器失调电压补偿电路，以解决放大器失调电压对低压带隙基准电路的电压精度和温度特性的影响，消除放大器失调电压引入的误差。
[0022]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0023]一种用于低压带隙基准的放大器失调电压补偿电路，包括低压带隙基准和放大器失调电压补偿电路；
[0024]所述低压带隙基准包括放大器；
[0025]所述放大器失调电压补偿电路，包括失调电压采集和转换电路、第一电流减法电路和第二电流减法电路；
[0026]失调电压采集和转换电路，用于采集放大器的失调电压并将它转换为电流信号；
[0027]第一电流减法电路，用于在失调电压大于零时产生补偿电流；
[0028]第二电流减法电路，用于在失调电压小于零时产生补偿电流。
[0029]本实用新型进一步的改进在于:失调电压采集和转换电路包括PMOS管MP211、PMOS 管 MP212、PM0S 管 MP213、PM0S 管 MP214、PM0S 管 MP218、NM0S 管 MN215、NM0S 管 MN216、NMOS管MN217和电阻R5 ；PM0S管MP211和PMOS管MP212是两个尺寸相同的长沟道PM0S，它们的栅极与放大器的输出相连，它们的漏极分别与PMOS管MP213和PMOS管MP214的源极相连；PM0S管MP211、PMOS管MP212和PMOS管MP218的源极接电源；PM0S管MP214和PMOS管MP213的漏极分别连接NMOS管丽216和NMOS管丽215的漏极，NMOS管丽216的漏极和栅极共接，NMOS管丽215的漏极和栅极共接；NM0S管丽215的漏极连接NMOS管丽217的栅极；NM0S管丽217的漏极连接PMOS管MP218的漏极；PM0S管MP218的漏极和栅极共接；NM0S 管 MN215、NMOS 管 MN216 和 NMOS 管 MN217 的源极接地；PM0S 管 MP214 和 PMOS 管MP213的栅极分别与放大器的正负输入端相连，用来采集放大器的失调电压；电阻R5 —端连接PMOS管MP213的源极，另一端连接PMOS管MP214的源极；流经PMOS管MP213和PMOS管MP214的电流分别为Il和12。
[0030]本实用新型进一步的改进在于:第一电流减法电路用于产生补偿电流I1 - 12;第一电流减法电路包括 PMOS 管 MP222、NMOS 管 MN221、NMOS 管 MN223 和 NMOS 管 MN224 ;NM0S管丽221的栅极与NMOS管丽216的栅极相连，构成一组电流镜；PM0S管MP222的栅极与PMOS管MP218的栅极相连；NM0S管丽223的栅极和漏极短接并与NMOS管丽221和PMOS管MP222的漏极相连；NM0S管丽224的栅极与NMOS管丽223的栅极相连，构成电流镜；PM0S管MP222的源极接电源，NMOS管丽221、NMOS管丽223和NMOS管丽224的源极接地。
[0031]本实用新型进一步的改进在于:第二电流减法电路用于产生补偿电流=I2-11;第二电流减法电路包括 NMOS 管 MN231、PM0S 管 MP232、PM0S 管 MP233 和 PMOS 管 MP234 ；NM0S管丽231的栅极与NMOS管丽216的栅极相连，构成一组电流镜；PM0S管MP232的栅极与PMOS管MP218的栅极相连；PM0S管MP233的栅极和漏极短接并与NMOS管MN231和PMOS管MP232的漏极相连；PM0S管MP234的栅极与PMOS管MP233的栅极相连，构成电流镜；PM0S管MP232、PMOS管MP233和PMOS管MP234的源极接电源，NMOS管MN231的源极接地。
[0032]本实用新型进一步的改进在于:所述低压带隙基准包括放大器、PMOS管MP11、PMOS管MP12、PM0S管MP13、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管Dl和二极管D2 ；PM0S管 MPl1、PMOS 管 MP12 和 PMOS 管 MP13 的源极接电源；PM0S 管 MPl1、PMOS 管 MP12 和 PMOS管MP13栅极接放大器(14)的输出端；PM0S管MPll的漏极连接放大器的正输入端、电阻Rl一端和电阻R12 —端；电阻Rl另一端连接二极管Dl正极；PM0S管MP12的漏极连接放大器的正输入端、二极管D2的正极和电阻R3的一端；PM0S管MP13的漏极连接电阻R4 —端；电阻R2另一端、二极管Dl的负极、二极管D2的负极、电阻R3另一端和电阻R4的另一端接地。
[0033]相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:本实用新型提供一种用于低压带隙基准的放大器失调电压补偿电路，当放大器的失调电压大于零时，I2小于I i，第一电流减法电路输出电流补偿电流，第二电流减法电路输出电流为零。当放大器的失调电压小于零时，I2大于I i，第二电流减法电路输出电流补偿电流，第一电流减法电路输出电流为零。因此，不论失调电压等于多少，补偿电路都会自动产生正确的补偿电流，消除失调电压对带隙基准输出电压引入的误差。
[0034]本实用新型可以自动补偿放大器失调电压对低压带隙基准的输出电压的影响。补偿效果不受器件工艺角，电源电压和温度的影响。本实用新型仅需要少量的MOS管和电阻，占用的芯片面积极小。本实用新型电路的功耗极小，仅需几微安的电流。
【【附图说明】】
[0035]图1为本实用新型放大器失调电压补偿电路的原理图。
【【具体实施方式】】
[0036]请参阅图1所示，本实用新型一种用于低压带隙基准的放大器失调电压补偿电路2，包括失调电压米集和转换电路21、电流减法电路22和电流减法电路23。
[0037]失调电压采集和转换电路21的功能是采集放大器14的失调电压并将它转换为电流信号。从带隙基准的输出电压公式1-2看出，放大器失调电压引入的误差项是Vos/Rl，这是一个电流项，单位是安培。
[0038]失调电压采集和转换电路21包括PMOS管MP211、PMOS管MP212、PMOS管MP213、PMOS 管 MP214、PMOS 管 MP218、NMOS 管 MN215、NMOS 管 MN216、NMOS 管 MN217 和电阻 R5。
[0039]PMOS 管 MP211 和 PMOS 管 MP212 为两个 PMOS 电流源；PM0S 管 MP213 和 PMOS 管MP214 为两个源极跟随器；NM0S 管 MN215、NMOS 管 MN216、NMOS 管 MN217、PMOS 管 MP218 构成电流镜像电路。
[0040]PMOS管MP211和PMOS管MP212是两个尺寸相同的长沟道PM0S，它们的栅极与放大器14的输出相连，它们的漏极分别与PMOS管MP213和PMOS管MP214的源极相连，为两个源极跟随器提供偏置电流，由于两个电流源的栅电压相