本技術(shù)涉及微電子，尤其涉及一種帶隙基準(zhǔn)電路、溫度補(bǔ)償方法及集成電路。

背景技術(shù)：

1、帶隙基準(zhǔn)電路是現(xiàn)代模擬集成電路、數(shù)?；旌霞呻娐返闹匾K，其性能特性直接影響整個(gè)電路的性能，這就要求帶隙基準(zhǔn)電路輸出的帶隙電壓足夠穩(wěn)定且具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

2、圖1為相關(guān)技術(shù)中通過(guò)帶隙基準(zhǔn)核單元輸出帶隙基準(zhǔn)電壓的帶隙基準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)，在圖1中，右側(cè)兩條支路電流是左側(cè)兩條支路電流的n倍，電阻r1和r2采用相同的材料，雙極型晶體管q2和雙極型晶體管q3(或者，雙極型晶體管q1和雙極型晶體管q4)的發(fā)射極面積之比為m:1，忽略雙極型晶體管的電流增益β的影響，則雙極型晶體管q2的結(jié)電壓和雙極型晶體管q3的結(jié)電壓之差可以表示為：

3、

4、其中，δvbe表示雙極型晶體管q2的結(jié)電壓和雙極型晶體管q3的結(jié)電壓之差，vbeq3表示雙極型晶體管q3的結(jié)電壓，vbeq4表示雙極型晶體管q4的結(jié)電壓，vbeq1表示雙極型晶體管q1的結(jié)電壓，vbeq2表示雙極型晶體管q2的結(jié)電壓，vt表示雙極型晶體管的截止電壓，i0表示集電極電流，is表示飽和電流，k表示玻爾茲曼常數(shù)，t表示溫度系數(shù)，m表示雙極型晶體管q2的發(fā)射極面積和雙極型晶體管q3的發(fā)射極面積之比，或者，雙極型晶體管q1的發(fā)射極面積和雙極型晶體管q4的發(fā)射極面積之比，n表示右側(cè)兩條支路電流與左側(cè)兩條支路電流的倍數(shù)關(guān)系，q表示電子的電荷量。

5、在圖1中，通過(guò)運(yùn)放調(diào)節(jié)pmos管(positive?channel?metal?oxidesemiconductor，p型金屬氧化物半導(dǎo)體)的柵極電壓以確保第一運(yùn)算放大器的輸入節(jié)點(diǎn)vx和輸出節(jié)點(diǎn)vy的電壓相等，此時(shí)，流過(guò)電阻r1的電流可以表示為：

6、

7、其中，iptat表示流過(guò)電阻r1的電流，k表示玻爾茲曼常數(shù)，t表示溫度系數(shù)，m表示雙極型晶體管q2的發(fā)射極面積和雙極型晶體管q3的發(fā)射極面積之比，或者，雙極型晶體管q1的發(fā)射極面積和雙極型晶體管q4的發(fā)射極面積之比，n表示右側(cè)兩條支路電流與左側(cè)兩條支路電流的倍數(shù)關(guān)系，q表示電子的電荷量，電阻r1的阻值為r1。

8、在圖1中，輸出的帶隙基準(zhǔn)電壓可以表示為：

9、

10、其中，vbg表示帶隙基準(zhǔn)電壓，vbeq1表示雙極型晶體管q1的結(jié)電壓，vbeq2表示雙極型晶體管q2的結(jié)電壓，iptat表示流過(guò)電阻r1的電流，電阻r1的阻值為r1，電阻r2的阻值為r2，vbeq1,2表示雙極型晶體管q1的結(jié)電壓或雙極型晶體管q2的結(jié)電壓，δvbe表示雙極型晶體管q2的結(jié)電壓和雙極型晶體管q3的結(jié)電壓之差。

11、圖1中通過(guò)帶隙基準(zhǔn)核單元輸出的基帶基準(zhǔn)電壓，包括負(fù)溫度系數(shù)電壓和正溫度系數(shù)電壓，其中負(fù)溫度系數(shù)電壓由雙極型晶體管的基極-發(fā)射極電壓(結(jié)電壓)產(chǎn)生(即雙極型晶體管的結(jié)電壓vbe)，正溫度系數(shù)電壓由工作在不同電流密度的兩個(gè)雙極型晶體管產(chǎn)生(兩個(gè)雙極型晶體管的結(jié)電壓vbe的差值△vbe)。由于雙極型晶體管的結(jié)電壓vbe并不隨溫度線性變化，vbe中存在溫度一階相關(guān)項(xiàng)和高階相關(guān)項(xiàng)。圖1中通過(guò)帶隙基準(zhǔn)核單元輸出的基帶基準(zhǔn)電壓與vbe相關(guān)的溫度一階相關(guān)項(xiàng)和高階相關(guān)項(xiàng)擴(kuò)大了一倍，因此，相關(guān)技術(shù)中的一階帶隙基準(zhǔn)電路輸出電壓具有高溫度系數(shù)的缺點(diǎn)，并造成帶隙基準(zhǔn)電壓發(fā)生偏移等問(wèn)題，極易導(dǎo)致帶隙基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定性和精度差，使得相關(guān)技術(shù)中的一階帶隙基準(zhǔn)電路在高精度系統(tǒng)中的應(yīng)用受到了很大的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本技術(shù)提供一種帶隙基準(zhǔn)電路、溫度補(bǔ)償方法及集成電路，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

2、根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種帶隙基準(zhǔn)電路，包括：帶隙基準(zhǔn)核單元，用于在工作狀態(tài)下，輸出基準(zhǔn)核電流；鏡像單元，用于對(duì)所述基準(zhǔn)核電流進(jìn)行鏡像，并對(duì)鏡像電流中的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，得到帶隙基準(zhǔn)電流，基于所述帶隙基準(zhǔn)電流和修調(diào)電阻的阻值，輸出帶隙基準(zhǔn)電壓。

3、于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述帶隙基準(zhǔn)電路還包括：?jiǎn)?dòng)單元，用于在第一電源供電的情況下，輸出啟動(dòng)電壓；偏置單元，用于在接收到所述啟動(dòng)電壓的情況下，輸出偏置電壓，以通過(guò)所述偏置電壓對(duì)所述帶隙基準(zhǔn)核單元進(jìn)行啟動(dòng)并使所述帶隙基準(zhǔn)核單元處于所述工作狀態(tài)。

4、于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述帶隙基準(zhǔn)核單元包括：第一開(kāi)關(guān)管，所述第一開(kāi)關(guān)管的源極與第二電源連接，所述第一開(kāi)關(guān)管的柵極與第一運(yùn)算放大器的輸出端連接，所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極分別與第一穩(wěn)壓子單元的源極、第二穩(wěn)壓子單元的源極、第三穩(wěn)壓子單元的源極和第四穩(wěn)壓子單元的源極連接；所述第一開(kāi)關(guān)管用于在所述第二電源供電的情況下，導(dǎo)通并分別為所述第一穩(wěn)壓子單元、所述第二穩(wěn)壓子單元、所述第三穩(wěn)壓子單元和所述第四穩(wěn)壓子單元提供第二電源電壓；所述第一穩(wěn)壓子單元、所述第二穩(wěn)壓子單元、所述第三穩(wěn)壓子單元和所述第四穩(wěn)壓子單元均為通過(guò)多級(jí)開(kāi)關(guān)管構(gòu)成的共源共柵結(jié)構(gòu)；所述第一穩(wěn)壓子單元的柵極與所述偏置單元連接，所述第二穩(wěn)壓子單元的柵極與所述第一穩(wěn)壓子單元的柵極連接，所述第三穩(wěn)壓子單元的柵極與所述第二穩(wěn)壓子單元的柵極連接，所述第四穩(wěn)壓子單元的柵極與所述第三穩(wěn)壓子單元的柵極連接；所述第一穩(wěn)壓子單元、所述第二穩(wěn)壓子單元、所述第三穩(wěn)壓子單元和所述第四穩(wěn)壓子單元均用于在所述第二電源電壓和所述偏置電壓的作用下，輸出漏極電壓；所述漏極電壓的波動(dòng)范圍小于預(yù)設(shè)范圍閾值；所述第一穩(wěn)壓子單元的漏極與第一三極管的發(fā)射極連接，所述第一三極管的基極和所述第一三極管的集電極均用于接地；所述第一三極管用于在所述漏極電壓的作用下導(dǎo)通；所述第二穩(wěn)壓子單元的漏極與第一可調(diào)電阻的一端連接，所述第一可調(diào)電阻的另一端與所述第一運(yùn)算放大器的正向輸入端連接，所述第一可調(diào)電阻的另一端與第一定值電阻的一端連接，所述第一定值電阻的另一端與第二三極管的發(fā)射極連接，所述第二三極管的集電極用于接地，所述第二三極管的基極與所述第一三極管的發(fā)射極連接；所述第二三極管用于在所述漏極電壓的作用下導(dǎo)通，所述第一運(yùn)算放大器用于在所述第二三極管導(dǎo)通的情況下，得到正向輸入電壓；所述第三穩(wěn)壓子單元的漏極與所述第一運(yùn)算放大器的反向輸入端連接，所述第三穩(wěn)壓子單元的漏極與第三三極管的發(fā)射極連接，所述第三三極管的集電極用于接地；所述第三三極管用于在所述漏極電壓的作用下導(dǎo)通，所述第一運(yùn)算放大器用于在所述第三三極管導(dǎo)通的情況下，得到反向輸入電壓；所述第四穩(wěn)壓子單元的漏極與所述第三三極管的基極連接，所述第四穩(wěn)壓子單元的漏極與第四三極管的發(fā)射極連接，所述第四三極管的基極和所述第四三極管的集電極均用于接地；所述第四三極管用于在所述漏極電壓的作用下導(dǎo)通；電流輸出模塊，用于在所述第一三極管導(dǎo)通、所述第二三極管導(dǎo)通、所述第三三極管導(dǎo)通且所述第四三極管導(dǎo)通的情況下，將所述第一定值電阻的電流作為所述基準(zhǔn)核電流進(jìn)行輸出。

5、于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述鏡像單元包括：第五穩(wěn)壓子單元，所述第五穩(wěn)壓子單元的源極與所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第五穩(wěn)壓子單元的柵極與所述第四穩(wěn)壓子單元的柵極連接，所述第五穩(wěn)壓子單元的漏極與第二運(yùn)算放大器的正向輸入端連接，所述第五穩(wěn)壓子單元的漏極與第二定值電阻的一端連接，所述第五穩(wěn)壓子單元的漏極與第三定值電阻的一端連接，所述第三定值電阻的另一端與第四定值電阻的一端連接，所述第四定值電阻的另一端用于接地；所述第五穩(wěn)壓子單元用于在所述第二電源電壓和所述偏置電壓的作用下，輸出所述漏極電壓；所述第五穩(wěn)壓子單元為通過(guò)多級(jí)開(kāi)關(guān)管構(gòu)成的共源共柵結(jié)構(gòu)；所述第五穩(wěn)壓子單元中開(kāi)關(guān)管的級(jí)數(shù)與所述第四穩(wěn)壓子單元中開(kāi)關(guān)管的級(jí)數(shù)相同；第六穩(wěn)壓子單元，所述第六穩(wěn)壓子單元的源極與所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第六穩(wěn)壓子單元的柵極與所述五穩(wěn)壓子單元的柵極連接，所述第六穩(wěn)壓子單元的漏極與所述第二定值電阻的另一端連接，所述第六穩(wěn)壓子單元的漏極與第五三極管的發(fā)射極連接，所述第五三極管的基極與所述第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，所述第五三極管的基極與所述第二運(yùn)算放大器的反向輸入端連接，所述第五三極管的集電極用于接地；所述第六穩(wěn)壓子單元用于在所述第二電源電壓和所述偏置電壓的作用下，輸出所述漏極電壓；所述第五三極管在所述漏極電壓的作用下，進(jìn)行導(dǎo)通；所述第六穩(wěn)壓子單元為通過(guò)多級(jí)開(kāi)關(guān)管構(gòu)成的共源共柵結(jié)構(gòu)；所述第六穩(wěn)壓子單元中開(kāi)關(guān)管的級(jí)數(shù)與所述第五穩(wěn)壓子單元中開(kāi)關(guān)管的級(jí)數(shù)相同；電壓輸出模塊，用于在所述第五三極管導(dǎo)通的情況下，將所述第四定值電阻的兩端電壓差作為所述帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行輸出；確定所述第四定值電阻的兩端電壓差的過(guò)程包括：通過(guò)所述第二定值電阻的電流對(duì)所述鏡像電流進(jìn)行溫度系數(shù)補(bǔ)償，得到所述帶隙基準(zhǔn)電流，并將所述第二定值電阻和所述第四定值電阻作為所述修調(diào)電阻，基于所述帶隙基準(zhǔn)電流和所述修調(diào)電阻，計(jì)算所述第四定值電阻的兩端電壓差。

6、于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述偏置單元包括：第七穩(wěn)壓子單元，所述第七穩(wěn)壓子單元的源極與所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第七穩(wěn)壓子單元的柵極與所述啟動(dòng)單元連接，所述第七穩(wěn)壓子單元的柵極與所述第一穩(wěn)壓子單元的柵極連接，所述第七穩(wěn)壓子單元的漏極與所述啟動(dòng)單元連接，所述第七穩(wěn)壓子單元的漏極與第二開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第二開(kāi)關(guān)管的柵極與所述啟動(dòng)單元連接，所述第二開(kāi)關(guān)管的源極用于接地，所述第二開(kāi)關(guān)管的柵極與所述第二開(kāi)關(guān)管的漏極連接；所述第七穩(wěn)壓子單元為通過(guò)多級(jí)開(kāi)關(guān)管構(gòu)成的共源共柵結(jié)構(gòu)；所述第七穩(wěn)壓子單元中開(kāi)關(guān)管的級(jí)數(shù)與所述第一穩(wěn)壓子單元中開(kāi)關(guān)管的級(jí)數(shù)相同；所述第七穩(wěn)壓子單元用于在所述第二電源電壓和所述啟動(dòng)電壓的作用下，為所述第一穩(wěn)壓子單元、所述第二穩(wěn)壓子單元、所述第三穩(wěn)壓子單元和所述第四穩(wěn)壓子單元提供所述偏置電壓。

7、于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述第七穩(wěn)壓子單元包括：第三開(kāi)關(guān)管和第四開(kāi)關(guān)管，所述第三開(kāi)關(guān)管的源極與所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第三開(kāi)關(guān)管的柵極與所述第一穩(wěn)壓子單元中第一級(jí)開(kāi)關(guān)管的柵極連接，所述第三開(kāi)關(guān)管的漏極與所述第四開(kāi)關(guān)管的源極連接，所述第四開(kāi)關(guān)管的柵極與所述第一穩(wěn)壓子單元中第二級(jí)開(kāi)關(guān)管的柵極連接，所述第四開(kāi)關(guān)管的柵極與所述啟動(dòng)單元連接，所述第四開(kāi)關(guān)管的漏極與所述啟動(dòng)單元連接，所述第四開(kāi)關(guān)管的漏極與所述第二開(kāi)關(guān)管的漏極連接。

8、于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述啟動(dòng)單元包括：第五開(kāi)關(guān)管，所述第五開(kāi)關(guān)管的源極與所述第一電源連接，所述第五開(kāi)關(guān)管的柵極和所述第五開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第五開(kāi)關(guān)管的漏極與第六開(kāi)關(guān)管的源極連接，所述第六開(kāi)關(guān)管的柵極和所述第六開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第六開(kāi)關(guān)管的漏極與第七開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第七開(kāi)關(guān)管的漏極與所述第七開(kāi)關(guān)管的柵極連接，所述第七開(kāi)關(guān)管的漏極與第八開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第八開(kāi)關(guān)管的柵極與所述第四開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第七開(kāi)關(guān)管的源極和所述第八開(kāi)關(guān)管的源極用于接地；所述第七開(kāi)關(guān)管的柵極與第九開(kāi)關(guān)管的柵極連接，所述第九開(kāi)關(guān)管的源極用于接地，所述第九開(kāi)關(guān)管的漏極與第十開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第十開(kāi)關(guān)管的源極用于接地，所述第十開(kāi)關(guān)管的柵極與所述第二開(kāi)關(guān)管的柵極連接，所述第十開(kāi)關(guān)管的漏極與第十一開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第十一開(kāi)關(guān)管的源極與所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第十一開(kāi)關(guān)管的柵極與所述第十一開(kāi)關(guān)管的漏極連接，所述第十一開(kāi)關(guān)管的柵極與所述第四開(kāi)關(guān)管的柵極連接；所述第十一開(kāi)關(guān)管用于在所述第五開(kāi)關(guān)管、所述第六開(kāi)關(guān)管、所述第七開(kāi)關(guān)管和所述第九開(kāi)關(guān)管均導(dǎo)通的情況下，進(jìn)行導(dǎo)通并為所述第四開(kāi)關(guān)管提供所述啟動(dòng)電壓，或者，所述第十一開(kāi)關(guān)管用于在第五開(kāi)關(guān)管、所述第六開(kāi)關(guān)管、所述第八開(kāi)關(guān)管和所述第十開(kāi)關(guān)管均導(dǎo)通的情況下，進(jìn)行導(dǎo)通并為所述第四開(kāi)關(guān)管提供所述啟動(dòng)電壓。

9、根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了帶隙基準(zhǔn)電路的溫度補(bǔ)償方法，所述方法包括：在帶隙基準(zhǔn)核單元處于工作狀態(tài)下，輸出基準(zhǔn)核電流；對(duì)所述基準(zhǔn)核電流進(jìn)行鏡像，并對(duì)鏡像電流中的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，得到帶隙基準(zhǔn)電流，基于所述帶隙基準(zhǔn)電流和修調(diào)電阻的阻值，輸出帶隙基準(zhǔn)電壓。

10、于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述帶隙基準(zhǔn)電流的計(jì)算公式包括：ibg＝iptat+i3，其中，ibg表示帶隙基準(zhǔn)電流，iptat表示基準(zhǔn)核電流，i3表示第二定值電阻的電流；所述帶隙基準(zhǔn)電壓的計(jì)算公式包括：其中，vbg表示帶隙基準(zhǔn)電壓，r5表示第四定值電阻的阻值，ibg表示帶隙基準(zhǔn)電流，iptat表示基準(zhǔn)核電流，i3表示第二定值電阻的電流，vbeq5表示第五三極管的結(jié)電壓，r3表示第二定值電阻的阻值，vbeq2,3表示第二三極管或第三三極管的結(jié)電壓，r1表示第一定值電阻的阻值。

11、根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種集成電路，所述集成電路包括上述所述的帶隙基準(zhǔn)電路。

12、本技術(shù)的有益效果：本技術(shù)中帶隙基準(zhǔn)核單元在工作狀態(tài)下，輸出基準(zhǔn)核電流，并通過(guò)鏡像單元對(duì)基準(zhǔn)核電流進(jìn)行鏡像，并對(duì)鏡像電流中的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，得到帶隙基準(zhǔn)電流，基于帶隙基準(zhǔn)電流和修調(diào)電阻的阻值，輸出帶隙基準(zhǔn)電壓，通過(guò)對(duì)鏡像電流中的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，得到帶隙基準(zhǔn)電流，降低了鏡像電流中高溫度系數(shù)對(duì)帶隙基準(zhǔn)電壓造成的溫度漂移影響，并基于帶隙基準(zhǔn)電流和修調(diào)電阻的阻值，輸出帶隙基準(zhǔn)電壓，通過(guò)修調(diào)電阻對(duì)帶隙基準(zhǔn)電壓的修調(diào)，降低由于制造工藝對(duì)帶隙基準(zhǔn)電壓造成的偏移影響，從而提高了帶隙基準(zhǔn)電壓輸出的穩(wěn)定性和精度，并提高了帶隙基準(zhǔn)電路在高精度系統(tǒng)中應(yīng)用的廣泛性。

13、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本技術(shù)。