1.一种全MOSFET管低温漂、自校准的带隙基准电路系统,其特征包括:自启动电路、VCTAT产生电路、VPTAT产生电路、温度补偿电路;
所述自启动电路用于启动所述带隙基准电路系统,并包括:第19~22PMOS晶体管MP19~MP22、第12~14NMOS晶体管MN12~MN14;
其中,第19~21PMOS晶体管MP19~MP21的栅极接地;
所述第19~21PMOS晶体管MP19~MP21的漏极与源极之间为串联结构;
第19PMOS晶体管MP19的源极接VDD电源;
第12NMOS晶体管MN12的漏极与自身的栅极相连、再与第21PMOS晶体管MP21的漏极相连,第12NMOS晶体管MN12的栅极分别与第13NMOS晶体管MN13的栅极、第14NMOS晶体管MN14的漏极相连,第13NMOS晶体管MN13的漏极与第22PMOS晶体管MP22的栅极相连,第22PMOS晶体管MP22的栅极与第14NMOS晶体管MN14的栅极相连并接入正温度系数电压PTAT;第22PMOS晶体管MP22的源端接VDD电源,第12~14NMOS晶体管MN12~MN14的源极均接地;
所述VPTAT产生电路用于产生正温度系数的电压,并包括:第1~4NMOS晶体管、第1~
8PMOS晶体管MP1~MP8、第一电阻R1;其中,第7PMOS晶体管MP7的栅极与第13NMOS晶体管MN13的漏极相连;
第1PMOS晶体管MP1、第3PMOS晶体管MP3、第5PMOS晶体管MP5、第7PMOS晶体管MP7的源极均接VDD电源;第1PMOS晶体管MP1的栅极与第3PMOS晶体管MP3的栅极相连,第5PMOS晶体管MP5的栅极与第7PMOS晶体管MP7的栅极相连,第2PMOS晶体管MP2的栅极与第4PMOS晶体管MP4的栅极相连,第6PMOS晶体管MP6的栅极与第8PMOS晶体管MP8的栅极相连;第2PMOS晶体管MP2、第4PMOS晶体管MP4、第6PMOS晶体管MP6、第8PMOS晶体管MP8的漏极分别接第1~
4NMOS晶体管MN1~MN4的漏极;第2PMOS晶体管MP2、第4PMOS晶体管MP4、第6PMOS晶体管MP6、第8PMOS晶体管MP8的源极分别与第1PMOS晶体管MP1、第3PMOS晶体管MP3、第5PMOS晶体管MP5、第7PMOS晶体管MP7的漏极相连;
第1~2NMOS晶体管MN1~MN2的源极相连后经过所述第一电阻R1再接地,第3~4NMOS晶体管MN3~MN4的源极接地,第1NMOS晶体管MN1的栅极接负温度系数电压VCTAT,第4NMOS晶体管MN4的栅极接基准电压VREF;第2、4NMOS晶体管MN2、MN4、第2、6PMOS晶体管MP2、MP6的栅极和漏极相连;从而由第1~4PMOS晶体管MP1~MP4、第5~8PMOS晶体管MP5~MP8组成两组自偏置电流镜结构;
所述VCTAT产生电路用于产生负温度系数的电压,并包括:第5~7NMOS晶体管MP5~MP7,第9~10PMOS晶体管MP9~MP10,第二电阻R2;
其中,第9PMOS晶体管MP9的源极接VDD电源,第9PMOS晶体管MP9的栅极接入负温度系数电压VPTAT1,第9PMOS晶体管MP9的漏极分别接第5NMOS晶体管MN5的漏极和栅极以第6NMOS晶体管MN6的栅极;
第10PMOS晶体管MP10的源极接VDD电源、栅极接入负温度系数电压VCTAT、漏极与第
7NMOS晶体管MN7漏极相连;
第5NMOS晶体管M5的源极分别连接第6NMOS晶体管MN6的漏极与第7NMOS晶体管MN7的栅极;
第6NMOS晶体管MN6源极接地,第7NMOS晶体管MN7的漏极与第10PMOS晶体管MP10漏极相连,第7NMOS晶体管MN7的源极连接第二电阻R2后接地,负温度系数电压VCTATC从第7NMOS晶体管MN7源端产生;
所述温度补偿电路包括高温补偿电路和低温补偿电路,并用于对带隙基准电路系统在高低温度时的输出电压进行补偿;
其中,所述高温补偿电路包括:第15~18PMOS晶体管MP15~MP18以及第10~11NMOS晶体管MN10~MN11;
所述低温补偿电路包括:第11~14PMOS晶体管MP11~MP14以及第8~9NMOS晶体管MN8~MN9,第四电阻R4;
其中,第11~18PMOS晶体管MP11~MP18源极接VDD电源,第11PMOS晶体管MP11漏极连接第8NMOS晶体管MN8的漏极和栅极,第12PMOS晶体管MP12漏极连接第9NMOS晶体管MN9的漏极以及第13PMOS晶体管MP13的栅极、漏极,第8、9NMOS晶体管MN8、MN9之间的源极接地、栅极相连;第13、14PMOS晶体管MP13、MP14之间的栅极相连,第14、15PMOS晶体管MP14、MP15之间的漏极均连接第四电阻R4后,输出基准电压VOUT,第16PMOS晶体管MP16栅极和漏极相连后再分别与第15PMOS晶体管MP15的栅极、第17PMOS晶体管MP17漏极相连,第17PMOS晶体管MP17漏极连接第10NMOS晶体管MN10漏极,第18PMOS晶体管MP18的漏极连接第11NMOS晶体管MN11漏极,第10、11NMOS晶体管MN10、MN11的源极接地、栅极之间互相连接;
以所述基准电压VOUT作为带隙基准电路系统的最终输出,且所述基准电压VOUT由正温度系数电压VPTAT、负温度系数电压VCTAT以及温度补偿电压Vd所组成。
2.根据权利要求1所述的全MOSFET管低温漂、自校准的带隙基准电路系统,其特征是,所述自启动电路的输出端为第13NMOS晶体管MN13的漏极,当VDD电源为高电平时,所述自启动电路开始启动,第12NMOS晶体管MN12的栅极为高电平,第12NMOS晶体管MN12与第13NMOS晶体管MN13导通,第12NMOS晶体管MN12与第13NMOS晶体管MN13组成自偏置结构以加强电路驱动能力;通过导通第13NMOS晶体管MN13,使第22PMOS晶体管MP22的栅极产生低电平,使得第7PMOS晶体管MP7的栅极为低电平,并驱动带隙基准电路系统启动;在第22PMOS晶体管MP22的栅极为低电平时,第22PMOS晶体管MP22导通,使得第14NMOS晶体管MN14导通,第
12NMOS晶体管MN12的栅极为低电平,使得所述自启动电路关闭。
3.根据权利要求1所述的全MOSFET管低温漂、自校准的带隙基准电路系统,其特征是,VCTAT产生电路中的第5~7NMOS晶体管MN5~MN7为3个处于亚阈值的NMOS晶体管,并通过调整第5~7NMOS晶体管MN5~MN7的宽长比,使得正温度电压VT的系数为0,从而对调整后的第
5~7NMOS晶体管MN5~MN7输出的栅源电压进行相减后得到负温度系数电压VCTAT并送入VPTAT产生电路。
4.根据权利要求1所述的全MOSFET管低温漂、自校准的带隙基准电路系统,其特征是,所述温度补偿电路在低温区域工作时:通过电流镜设置第12PMOS晶体管MP12的电流为a倍的正温度系数电流IPTAT1;设置第9NMOS晶体管MN9的电流为b倍的负温度系数电流ICTAT,并使第12PMOS晶体管MP12和第9NMOS晶体管MN9之间电流差为负温度系数;其中,第12PMOS晶体管MP12处于饱和区;
所述温度补偿电路在高温区域工作时:设置第17PMOS晶体管MP17的电流为c倍的负温度系数电流ICTAT,设置第10NMOS晶体管MN10的电流为d倍的正温度电流IPTAT1,并使第
17PMOS晶体管MP17和第10NMOS晶体管MN10之间电流差为负温度系数;其中,第17PMOS晶体管MP17处于饱和区。
5.根据权利要求1所述的全MOSFET管低温漂、自校准的带隙基准电路系统,其特征是,所述温度补偿电路在高温区域工作时,第12PMOS晶体管MP12被迫进入线性区,无法达到第
13PMOS晶体管MP13的开启电压,从而使得低温补偿电路关闭;
所述温度补偿电路在低温区域工作时,第17PMOS晶体管MP17被迫进入线性区,无法达到第16PMOS晶体管MP16的开启电压,从而使得高温补偿电路关闭。