带差参考电路和同时产生参考电压及参考电流的方法与流程

本技术涉及带差(bandgap)参考电路领域，尤其涉及同时产生参考电压及参考电流的带差参考电路和方法。

背景技术：

1、现有的带差参考电路，通常会需要提供与温度无关的参考电压及参考电流，但这些电路通常仅能单独产生参考电压或参考电流，而无法同时产生参考电压与参考电流，因此目前通常是分别设置单独产生参考电压的电路以及单独产生参考电流的电路，导致元器件整体的数量成倍增加，进而增加能耗。

技术实现思路

1、本技术一方面提供一种带差参考电路，包括：

2、公共电路，所述公共电路包括从一输出端依次串联的第一电阻、第二电阻以及第一晶体管，所述第一晶体管的基极和集电极接地，所述第一晶体管的发射极与所述第二电阻连接于电流补偿端，所述第二电阻与所述第一电阻连接于电压锁定端，所述输出端用于输出参考电压；

3、电流补偿电路，包括与所述输出端连接的一端和接地端；

4、电压锁定电路，包括与所述输出端连接的一端和接地端；以及

5、镜像电路，所述镜像电路的第一支路与所述输出端连接，用于提供并联电流，所述镜像电路的第二支路用于输出参考电流，所述并联电流等于所述公共电路、所述电流补偿电路以及所述电压锁定电路的电流之和；所述参考电流等于所述并联电流或与所述并联电流成比例；

6、其中，所述电流补偿电路还包括连接于所述电流补偿端的一端，所述电流补偿电路用于使所述电流补偿电路上产生的电流与所述公共电路上产生的电流具有相反的温度系数；所述电压锁定电路还包括连接于所述电压锁定端的一端，所述电压锁定电路用于使所述第二电阻两端的电压差与所述第一晶体管的发射极的电压具有相反的温度系数。

7、本技术实施例提供的带差参考电路，通过设置公共电路，并设置电压锁定电路与公共电路连接，可以使公共电路上第二电阻两端的电压差与第一晶体管的发射极的电压具有相反的温度系数，从而使公共电路在输出端处输出的参考电压为抵消过温度系数的电压。通过设置电流补偿电路与公共电路连接，可以使电流补偿电路上产生的电流与公共电路上产生的电流具有相反的温度系数，从而使得通过输出端的并联电流为经过抵消过温度系数的电流。通过设置镜像电路，可以在镜像电路的第二支路上输出与镜像电路的第一支路上相同的电流，也即输出参考电流。因此，本技术实施例的带差参考电路，通过设置公共电路，能够同时输出抵消了温度系数的参考电压及参考电流，相较于现有的电路，节省了元器件的数量，降低了能耗及成本。

8、在一实施例中，所述电流补偿电路包括场效应管、第三电阻以及第一放大器，所述场效应管的漏极与所述输出端连接，所述场效应管的源极与所述第三电阻的一端及所述第一放大器的负输入端连接，所述场效应管的栅极与所述第一放大器的输出端连接；所述第三电阻的另一端接地；所述第一放大器的正输入端与所述电流补偿端连接；所述电压锁定端包括第四电阻、第二晶体管以及第二放大器，所述第四电阻的一端与所述输出端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二放大器的负输入端及所述第二晶体管的发射极连接；所述第二晶体管的基极和集电极接地；所述第二放大器的正输入端与所述电压锁定端连接。

9、在一实施例中，所述带差参考电路还包括调节电路，用于调整所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻及所述第四电阻的阻值。

10、在一实施例中，所述参考电压表示为：

11、vref＝vbe1+δvbe2,1(1+r1/r2)；

12、其中vbe1为所述第一晶体管的发射极的电压，δvbe2,1为所述第二电阻两端的电压差，r1为所述第一电阻的阻值，r2为所述第二电阻的阻值。

13、在一实施例中，所述参考电流表示为：

14、iref＝nip＝n[vbe1/r3+(1+r1/r4)(δvbe2,1/r2)]；

15、其中ip为通过所述输出端的并联电流，n为所述参考电流与所述并联电流之间的比值且为正数，vbe1为所述第一晶体管的发射极的电压，r3为所述第三电阻的阻值，r1为所述第一电阻的阻值，r4为所述第四电阻的阻值，δvbe2,1为所述第二电阻两端的电压差，r2为所述第二电阻的阻值。

16、在一实施例中，所述第一电阻与所述第四电阻的阻值相等，所述参考电流表示为：

17、iref＝nip＝n[vbe1/r3+2(δvbe2,1/r2)]；

18、其中ip为通过所述输出端的并联电流，n为所述参考电流与所述并联电流之间的比值且为正数，vbe1为所述第一晶体管的发射极的电压，r3为所述第三电阻的阻值，δvbe2,1为所述第二电阻两端的电压差，r2为所述第二电阻的阻值。

19、本技术实施例另一方面提供一种同时产生参考电压及参考电流的方法，包括：

20、提供公共电路，所述公共电路包括从一输出端依次串联的第一电阻、第二电阻以及第一晶体管，将所述第一晶体管的基极和集电极接地，将所述第一晶体管的发射极与所述第二电阻连接于电流补偿端，将所述第二电阻与所述第一电阻连接于电压锁定端；

21、提供电压锁定电路，所述电压锁定电路包括与所述输出端连接的一端、接地端以及与所述电压锁定端连接的一端；

22、提供电流补偿电路，所述电流补偿电路包括与所述输出端连接的一端、接地端以及与所述电流补偿端连接的一端；

23、锁定所述电压锁定端的电压，使所述第二电阻两端的电压差与所述第一晶体管的发射极的电压具有相反的温度系数；

24、在所述输出端输出参考电压；

25、在所述电流补偿电路上产生与所述公共电路上的电流具有相反的温度系数的电流；以及

26、提供一镜像电路，将所述镜像电路的第一支路与所述输出端连接，并在所述镜像电路的第二支路输出参考电流。

27、本技术实施例提供的同时产生参考电压及参考电流的方法，通过提供公共电路，并设置电压锁定电路与公共电路连接，可以使公共电路上第二电阻两端的电压差与第一晶体管的发射极的电压具有相反的温度系数，从而使公共电路在输出端处输出的参考电压为抵消过温度系数的电压。通过提供电流补偿电路与公共电路连接，可以使电流补偿电路上产生的电流与公共电路上产生的电流具有相反的温度系数，从而使得通过输出端的并联电流为经过抵消过温度系数的电流。通过设置镜像电路，可以在镜像电路的第二支路上输出与镜像电路的第一支路上相同的电流，也即输出参考电流。因此，本技术实施例的带差参考电路，通过设置公共电路，能够同时输出抵消了温度系数的参考电压及参考电流，相较于现有的电路，节省了元器件的数量，降低了能耗及成本。

28、在一实施例中，提供电流补偿电路包括提供场效应管、第三电阻以及第一放大器，所述场效应管的漏极与所述输出端连接，所述场效应管的源极与所述第三电阻的一端及所述第一放大器的负输入端连接，所述场效应管的栅极与所述第一放大器的输出端连接；所述第三电阻的另一端接地；所述第一放大器的正输入端与所述电流补偿端连接；以及

29、提供电压锁定电路包括提供第四电阻、第二晶体管以及第二放大器，所述第四电阻的一端与所述输出端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二放大器的负输入端及所述第二晶体管的发射极连接；所述第二晶体管的基极和集电极接地；所述第二放大器的正输入端与所述电压锁定端连接。

30、在一实施例中，所述参考电压表示为：

31、vref＝vbe1+δvbe2,1(1+r1/r2)；

32、其中vbe1为所述第一晶体管的发射极的电压，δvbe2,1为所述第二电阻两端的电压差，r1为所述第一电阻的阻值，r2为所述第二电阻的阻值；以及在所述输出端输出参考电压包括：调节所述第一电阻及所述第二电阻的阻值，使得所述参考电压为零温度系数的电压。

33、在一实施例中，所述参考电流表示为：

34、iref＝nip＝n[vbe1/r3+(1+r1/r4)(δvbe2,1/r2)]；

35、其中ip为通过所述输出端的并联电流，n为所述参考电流与所述并联电流之间的比值且为正数，vbe1为所述第一晶体管的发射极的电压，r3为所述第三电阻的阻值，r1为所述第一电阻的阻值，r4为所述第四电阻的阻值，δvbe2,1为所述第二电阻两端的电压差，r2为所述第二电阻的阻值；以及在所述镜像电路的第二支路输出参考电流包括：调节所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻及所述第四电阻的阻值，使得所述参考电流为零温度系数的电流。

36、在一实施例中，所述第一电阻与所述第四电阻的阻值相等，所述参考电流表示为：

37、iref＝nip＝n[vbe1/r3+2(δvbe2,1/r2)]；

38、其中ip为通过所述输出端的并联电流，n为所述参考电流与所述并联电流之间的比值且为正数，vbe1为所述第一晶体管的发射极的电压，r3为所述第三电阻的阻值，δvbe2,1为所述第二电阻两端的电压差，r2为所述第二电阻的阻值；以及在所述镜像电路的第二支路输出参考电流包括：调节所述第二电阻及所述第三电阻的阻值，使得所述参考电流为零温度系数的电流。