一種帶隙基準電路的制造方法與工藝

本發明涉及集成電路設計領域，特別是涉及一種帶隙基準電路。

背景技術：
帶隙基準電路廣泛用于模擬集成電路設計中，可提供高精度、高穩定性的基準電壓。該基準電壓與電源、工藝參數和溫度相關性很小，基準電壓精度、溫度穩定性以及抗噪聲干擾的能力直接影響整個電路系統的精度和性能，因此，設計出高性能的基準電壓源具有重要意義。隨著模擬集成電路設計的成熟，發展出來了很多帶隙基準電路結構，這些電路都在電壓精度、電壓溫度系數、電路的復雜度、占用的芯片面積等諸多因素中尋求折衷，但是，現有的很多電路在以上的諸多折衷因素平衡中難以達到一個很好的優化。如圖1所示為最基本的帶隙基準電路1，包括三極管Q11、三極管Q12、電阻R11、電阻R12、電阻R13以及運算放大器11。所述三極管Q11的發射極接地、基極和集電極連接于所述電阻R13；所述電阻R13的另一端連接所述電阻R11；所述電阻R11的另一端連接輸出電壓VREF；所述三極管Q12的發射極接地、基極和集電極連接于所述電阻R12；所述電阻R12的另一端連接輸出電壓VREF；所述運算放大器11的反向輸入端連接于所述電阻R11與所述電阻R13之間，所述運算放大器11的正向輸入端連接于所述電阻R12與所述三極管Q12之間，所述運算放大器11輸出電壓VREF。所述最基本的帶隙基準電路1在所述三極管Q11上面產生的電壓為VBE(Q11)，由于雙極性結型晶體管(BipolarJunctionTransistor，BJT)的特性，VBE(Q11)一個負溫度系數電壓。在所述電阻R13上的壓降為ΔVBE＝VBE(Q12)-VBE(Q11)，ΔVBE是一個正溫度系數電壓，所述電阻R11上的壓降為所述電阻R13壓降的R11/R13倍，即(R11/R13)ΔVBE。輸出電壓VREF＝V(R11)+V(R13)+VBE(Q11)，為負溫度系數電壓和正溫度系數電壓相加，可以通過調整得到一個接近于零溫度系數的電壓。現有的帶隙基準電路幾乎都是由最基本的帶隙基準電路發展而來，存在以下弊端：1)輸出電壓VREF的精度不高，所述運算放大器11的輸入失調電壓會直接加在所述電阻R3壓降上面，再通過電阻比例(R11/R13)放大到所述輸出電壓VREF，使得所述輸出電壓VREF精度降低。2)所述電阻R11和所述電阻R12需要較大的電阻，會消耗較大的芯片面積。3)需要額外的啟動電路，如果需要對所述輸出電壓VREF電阻分壓輸出，還需要一個輸出緩沖級電路。現有帶隙基準電路存在折衷問題：電壓精度和溫度系數不夠優化，電路復雜或者不適合于低電源電壓工作等。因此，如何在有效的簡化電路以及節省芯片面積的情況下，提高帶隙電壓基準輸出電壓精度，改善輸出電壓溫度系數，并可以用于低電源電壓工作是本領域的技術人員亟待解決的問題。

技術實現要素：
鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種帶隙基準電路，用于解決現有技術中電壓精度和溫度系數不夠優化、電路復雜、不適用于低電源電壓工作等問題。為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種帶隙基準電路，所述帶隙基準電路至少包括：帶隙基準模塊，包括：基極驅動單元，用于根據三極管的溫度特性產生負溫度系數電壓和正溫度系數電壓；運算放大單元，用于檢測和反饋調整所述基極驅動單元兩個輸出端的電壓，使所述基極驅動單元兩個輸出端的電壓相等，進而使所述基極驅動單元產生所述負溫度系數電壓和所述正溫度系數電壓；以及，輸出緩沖模塊，連接于所述帶隙基準模塊，用于輸出基準電壓。優選地，所述基極驅動單元包括第一三極管、第二三極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻以及電流源；其中，所述第一三極管及所述第二三極管的基極連接同一驅動信號；所述第一三極管的發射極通過所述第一電阻與所述第二三極管的發射極連接，并通過所述第二電阻接地；所述第一三極管的集電極與所述第二三極管的集電極分別通過所述第三電阻、所述第四電阻連接；所述電流源一端連接于所述第三電阻與所述第四電阻之間、另一端連接電源。優選地，所述第三電阻與所述第四電阻的阻值相等。優選地，所述驅動信號由所述基準電壓通過第九電阻反饋得到。優選地，所述運算放大單元包括第一場效應管、第二場效應管、第三場效應管、第四場效應管、第一電流沉、第二電流沉以及第五電阻；其中，所述第一場效應管的源極與所述第二場效應管的源極分別連接于所述第一三極管與所述第二三極管的集電極，所述第一場效應管的漏極連接所述第一電流沉后接地，所述第二場效應管的漏極連接所述第二電流沉后接地；所述第一場效應管與所述第二場效應管的柵極相連后連接于所述第一場效應管的漏極；所述第二場效應管的漏極連接所述第三場效應管的柵極，所述第三場效應管的源極通過所述第五電阻連接至所述第三電阻和所述第四電阻之間、漏極通過所述第四場效應管接地。更優選地，所述第一場效應管及所述第二場效應管可以用三極管代替。更優選地，所述第四場效應管的柵極連接所述基準電壓。更優選地，所述第二場效應管的漏極還連接電容。優選地，所述輸出緩沖模塊包括第五場效應管、第六電阻、第七電阻以及第八電阻；其中，所述第五場效應管的漏極連接電源、源極連接串聯連接的所述第六電阻、所述第七電阻以及所述第八電阻，所述第八電阻的另一端接地；所述第五場效應管的柵極連接所述帶隙基準模塊的輸出端。更優選地，所述第五場效應管可以用三極管代替。如上所述，本發明的帶隙基準電路，具有以下有益效果：1)本發明...