基于齐纳二极管的温度补偿电路及方法与流程

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1.本发明涉及集成电路技术领域，特别是关于一种基于齐纳二极管的温度补偿电路及方法。

背景技术：

2.常见的电压基准为bandgap结构电压基准。但是由于bandgap电路的核心器件为bjt，该器件容易受到应力影响，导致基准电压在受到热应力及塑封料应力时有变化，在热迟滞及长期漂移等指标上表现一般。而基于zener diode(齐纳二极管)的电压基准，受应力影响较小，在热迟滞及长期漂移等指标上有明显优势。
3.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于齐纳二极管的温度补偿电路及方法，其能够解决基准电压容易受应力影响的缺点。
5.为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种基于齐纳二极管的温度补偿电路，包括齐纳二极管，所述齐纳二极管用于提供正温度系数的反向击穿电压，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括：第一校准单元和第二校准单元。
6.所述第一校准单元包括校准电路，所述校准电路与齐纳二极管相连，用于输出正温度系数的电压差分量以校准反向击穿电压；所述第二校准单元包括电阻电路和校准电流产生电路；所述电阻电路与第一校准单元相连，所述电阻电路提供可调节的输出电阻；所述校准电流产生电路与电阻电路相连，所述校准电流产生电路用于提供正温度系数的校准电流，通过所述校准电流和输出电阻相配合对反向击穿电压进行再次校准而获得零温度系数的基准电压。
7.在本发明的一个或多个实施例中，所述校准电路包括：
8.偏置电流单元，用于提供偏置电流；
9.基极-发射极电压差单元，包括基极相连的第四三极管和第五三极管，所述第四三极管的基极与集电极相连，所述第五三极管的基极与集电极相连，所述第四三极管和第五三极管的发射极与偏置电流单元相连，所述基极-发射极电压差单元用于基于偏置电流提供δvbe电压；
10.晶体管，所述晶体管的第一端作为输入端以接收输入电压，所述晶体管的第二端作为输出端以输出电压，所述晶体管的第一端和第二端与第四三极管和第五三极管的基极相连；以及
11.第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端和第二输入端分别与第四三极管和第五三极管的发射极相连以对第四三极管和第五三极管的发射极进行钳位，所述第一运算放大器的输出端与晶体管的控制端相连以使晶体管的第一端和第二端之间基于δ
vbe电压输出正温度系数的电压差分量。
12.本发明还公开了一种基于齐纳二极管的温度补偿电路，包括齐纳二极管，用于提供正温度系数的反向击穿电压，其特征在于，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括：第一校准单元；所述第一校准单元包括校准电路，所述校准电路与齐纳二极管相连，用于输出正温度系数的电压差分量以校准反向击穿电压；
13.所述校准电路包括：
14.偏置电流单元，用于提供偏置电流；
15.基极-发射极电压差单元，包括基极相连的第四三极管和第五三极管，所述第四三极管的基极与集电极相连，所述第五三极管的基极与集电极相连，所述第四三极管和第五三极管的发射极与偏置电流单元相连，所述基极-发射极电压差单元用于基于偏置电流提供δvbe电压；
16.晶体管，所述晶体管的第一端作为输入端以接收输入电压，所述晶体管的第二端作为输出端以输出电压，所述晶体管的第一端和第二端与第四三极管和第五三极管的基极相连；以及
17.第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端和第二输入端分别与第四三极管和第五三极管的发射极相连以对第四三极管和第五三极管的发射极进行钳位，所述第一运算放大器的输出端与晶体管的控制端相连以使晶体管的第一端和第二端之间基于δvbe电压输出正温度系数的电压差分量。
18.在本发明的一个或多个实施例中，所述偏置电流单元包括：偏置电流源以及与偏置电流源、第四三极管和第五三极管的发射极相连的电流镜，所述偏置电流源用于提供偏置电流，所述电流镜用于复制偏置电流。
19.在本发明的一个或多个实施例中，所述电流镜包括基极相连的第一三极管、第二三极管和第三三极管，所述第一三极管的基极与集电极相连且与偏置电流源相连，所述第二三极管和第三三极管的集电极分别与第四三极管和第五三极管的发射极相连，所述第一三极管、第二三极管和第三三极管的发射极与地电压相连。
20.在本发明的一个或多个实施例中，所述第二三极管的发射极面积和第三三极管的发射极面积比为1：m。
21.在本发明的一个或多个实施例中，所述基极-发射极电压差单元层叠连接有多个。
22.在本发明的一个或多个实施例中，所述第一运算放大器的输入对管均为三极管。
23.在本发明的一个或多个实施例中，所述第四三极管和第五三极管的个数比为n：1。
24.在本发明的一个或多个实施例中，所述电阻电路包括多个电阻和开关管，所述电阻相互串联，每个所述电阻的两端与对应的开关管的第一端和第二端相连，所述开关管的控制端均受校准码控制。
25.在本发明的一个或多个实施例中，所述校准电流产生电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二运算放大器、第六三极管、第七三极管、第八三极管和mos管；
26.所述mos管的源极与电源电压相连，所述mos管的漏极与第一电阻的第一端以及第二电阻的第一端相连，所述mos管的栅极与第二运算放大器的输出端相连，所述第一电阻的第二端与第二运算放大器的第二输入端和第六三极管的基极以及集电极相连，所述第二电阻的第二端与第二运算放大器的第一输入端以及第三电阻的第一端相连，所述第三电阻的
第二端与第七三极管的基极和集电极相连，所述第八三极管的基极与第六三极管的基极相连，所述第六三极管、第七三极管和第八三极管的发射极与地电压相连，所述第八三极管的集电极与电阻电路相连。
27.在本发明的一个或多个实施例中，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括与校准电流产生电路和电阻电路相连以输出基准电压的缓冲器。
28.在本发明的一个或多个实施例中，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括与校准电路相连以输出基准电压的缓冲器。
29.本发明还提供了一种基于齐纳二极管的温度补偿方法，包括：
30.基于校准电路获得正温度系数的电压差分量以对齐纳二极管的正温度系数的反向击穿电压进行校准；
31.基于校准电流产生电路获得正温度系数的校准电流；
32.对电阻电路进行调节而获得输出电阻，以实现配合校准电流对反向击穿电压进行再次校准而获得零温度系数的基准电压。
33.在本发明的一个或多个实施例中，所述对电阻电路进行调节而获得输出电阻包括：基于两温校准对电阻电路进行调节而获得输出电阻。
34.与现有技术相比，根据本发明的基于齐纳二极管的温度补偿电路及方法，通过校准电路校准反向击穿电压的正温度系数，再通过电阻电路和校准电流产生电路配合再次精调反向击穿电压的正温度系数，即降低噪声电流的影响，又可以在不增加噪声水平的情况下，以更精细的方式校准正温度系数，从而实现一个低噪声的基准电压。
附图说明
35.图1是根据本发明一实施例的基于齐纳二极管的温度补偿电路的电路原理图。
36.图2是根据本发明一实施例的校准电路的电路原理图。
37.图3是根据本发明一实施例的电阻电路的电路原理图。
38.图4是根据本发明一实施例的校准电流产生电路的电路原理图。
39.图5是根据本发明一实施例的基于齐纳二极管的温度补偿方法的流程图。
具体实施方式
40.下面结合附图，对本发明的具体实施例进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。
41.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
42.应当理解，在以下的描述中，“电路”可包括单个或多个组合的硬件电路、可编程电路、状态机电路和/或能存储由可编程电路执行的指令的元件。当称元件或电路“连接到”另一元件，或与另一元件“相连”，或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
43.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
44.实施例1
45.如图1所示，一种基于齐纳二极管的温度补偿电路，包括电流源ia和齐纳二极管z。电流源ia的第一端与电源电压v
dd
相连，电流源ia的第二端与齐纳二极管z的阴极相连，齐纳二极管z的阳极与地相连。电流源ia用于提供反向击穿电流，齐纳二极管z在通入反向击穿电流时获得正温度系数的反向击穿电压v
zd
(反向击穿电压v
zd
约为6v，温度系数约为2mv/℃)，且主要为一阶温度系数误差。
46.如图1所示，基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括：第一校准单元10、第二校准单元20和缓冲器30。第一校准单元10包括校准电路11。第二校准单元20包括电阻电路21和校准电流产生电路22。
47.其中，校准电路11与齐纳二极管z的阴极相连，校准电路11用于输出正温度系数的电压差分量δv以校准反向击穿电压v
zd
。若设置有多个校准电路11，则第一个校准电路11与齐纳二极管z的阴极相连。其他校准电路11则依次与上一级校准电路11相连。
48.如图2所示，校准电路11包括：偏置电流单元111、基极-发射极电压差单元112、晶体管pm和第一运算放大器a1。
49.其中，偏置电流单元111用于提供偏置电流。偏置电流单元111包括：偏置电流源ib以及与偏置电流源ib相连的电流镜，偏置电流源ib用于提供偏置电流，电流镜用于复制偏置电流。
50.在本实施例中，电流镜包括基极相连的第一三极管q1、第二三极管q2和第三三极管q3。第一三极管q1的基极与集电极相连且与偏置电流源ib的第一端相连，偏置电流源ib的第二端与电源电压v
dd
相连。第一三极管q1、第二三极管q2和第三三极管q3的发射极与地电压v
ss
相连。另外，第二三极管q2的发射极面积和第三三极管q3的发射极面积比为1：m，第一三极管q1的发射极面积和第二三极管q2的发射极面积比为x：1，m和x均大于0。
51.如图2所示，基极-发射极电压差单元112可以设置一个或者层叠连接有多个，基极-发射极电压差单元112用于提供δvbe电压，在不同的实施例中，基极-发射极电压差单元112的数量可以根据需要进行增减。在本实施例中，以设置两个基极-发射极电压差单元112为例进行说明。
52.其中一个基极-发射极电压差单元112包括基极相连的第四三极管q4和第五三极管q5，第四三极管q4的基极与集电极相连，第五三极管q5的基极与集电极相连。另一个基极-发射极电压差单元112包括基极相连的第六三极管q6和第七三极管q7，第六三极管q6的基极与集电极相连，第七三极管q7的基极与集电极相连。
53.第四三极管q4的发射极与第二三极管q2的集电极相连，第四三极管q4的基极与第六三极管q6的发射极相连。第五三极管q5的发射极与第三三极管q3相连，第五三极管q5的基极与第七三极管q7的发射极相连。
54.在本实施例中，第四三极管q4可以并联设置有多个且根据需要可以进行增减，第四三极管q4和第五三极管q5的个数比为n：1；第六三极管q6可以并联设置有多个，第六三极管q6和第七三极管q7的个数比为n：1，n为大于0的自然数。
55.在本实施例中，晶体管pm为pmos管，在其他实施例中，晶体管pm可以为nmos管或者三极管等。晶体管pm的第一端作为输入端以接收输入电压vi，若晶体管pm的第一端与齐纳
二极管z的阴极相连则该输入电压vi即为反向击穿电压v
zd
，晶体管pm的第二端作为输出端以输出电压vo。晶体管pm的第一端为源极，晶体管pm的第二端为漏极，晶体管pm的控制端为栅极。晶体管pm的第一端与第七三极管q7的集电极相连，晶体管pm的第二端与第六三极管q6的集电极相连。通过设置晶体管pm使得输出电压vo具有驱动能力，从而方便连接多个校准电路11，即在有多个校准电路11对晶体管pm的漏极抽灌电流时，输出电压vo不会受到影响。
56.如图2所示，第一运算放大器a1的第一输入端为正输入端，第一运算放大器a1的第二输入端为负输入端。第一运算放大器a1的第一输入端与第四三极管q4的发射极相连，第一运算放大器a1的第二输入端与第五三极管q5的发射极相连。第一运算放大器a1的输出端与晶体管pm的控制端相连以控制晶体管pm，晶体管pm的第一端和第二端之间基于基极-发射极电压差单元112产生的δvbe电压输出正温度系数的电压差分量δv。
57.通过第一运算放大器a1对第四三极管q4和第五三极管q5的发射极端电压进行钳位，使得va＝vb+vos1，vos1为第一运算放大器a1的输入失调电压。
58.在本实施例中，由于第四三极管q4和第五三极管q5的电流密度比为1：n*m，则第四三极管q4和第五三极管q5之间的δvbe电压为：三极管q4和第五三极管q5之间的δvbe电压为：vbe5为第五三极管q5的基极-发射极电压，vbe4为第四三极管q4的基极-发射极电压。
59.同理，第七三极管q7和第六三极管q6之间的δvbe电压为：同理，第七三极管q7和第六三极管q6之间的δvbe电压为：vbe6为第六三极管q6的基极-发射极电压，vbe7为第七三极管q7的基极-发射极电压。
60.最终可得其中k为玻尔兹曼常数，q为电子电荷量。由此可知，基极-发射极电压差单元112的数量决定了电压差分量δv的大小，即其中，n为基极-发射极电压差单元112的数量。本实施例中的基极-发射极电压差单元112层叠有两个，即n＝2。基于此，在其他实施例中，根据所要校准的反向击穿电压v
zd
的温度系数误差的大小，可以选择设置层叠的基极-发射极电压差单元112的数量。
61.另外，通过调节第二三极管q2和第三三极管q3的发射极面积比和/或调节第四三极管q4和第五三极管q5的个数比和/或第六三极管q6和第七三极管q7的个数比，也可以调整的电压差分量δv的温度系数。
62.在本实施例中，第一运算放大器a1的输入对管均为三极管，通过采用三极管作为第一运算放大器a1的输入对管，使得vos1也呈现ptat特性，即可被后续的两温校准补偿。
63.在本实施例中，第一三极管q1、第二三极管q2、第三三极管q3、第四三极管q4、第五三极管q5、第六三极管q6和第七三极管q7均为high-beta的高性能的npn型三极管，仅采用npn型三极管可以降低对工艺的要求，同时也能降低成本。
64.如图1所示，电阻电路21与最后一级校准电路11相连，电阻电路21提供可调节的输
出电阻r
trim
。
65.如图3所示，电阻电路21包括多个电阻和开关管，电阻相互串联，每个电阻的两端与对应的开关管的第一端和第二端相连，开关管的控制端均受校准码d
trim
控制，各电阻之间的阻值相等或者各电阻之间的阻值呈比例(线性、指数)设置。电阻和开关管的数量可根据需要进行增减。
66.在本实施例中，以设置四个电阻和四个开关管为例进行说明。
67.四个电阻分别为第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6和第七电阻r7。四个开关管分别为第一mos管m1、第二mos管m2、第三mos管m3和第四mos管m4，且第一mos管m1、第二mos管m2、第三mos管m3和第四mos管m4均为pmos管。
68.第一mos管m1的漏极与第四电阻r4的第一端以及校准电流产生电路22和缓冲器30相连。第一mos管m1的源极与第二mos管m2的漏极、第四电阻r4的第二端和第五电阻r5的第一端相连，第五电阻r5的第二端与第二mos管m2的源极、第三mos管m3的漏极以及第六电阻r6的第一端相连，第六电阻r6的第二端与第三mos管m3的源极、第四mos管m4的漏极以及第七电阻r7的第一端相连，第七电阻r7的第二端与第四mos管m4的源极和晶体管pm的第二端相连。
69.在其他实施例中，第一mos管m1、第二mos管m2、第三mos管m3和第四mos管m4可以均为nmos管。
70.本实施例中的第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6和第七电阻r7的阻值比为1：2：4：8，在其他实施例中，第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6和第七电阻r7的阻值可以根据需要设置成其他比例。
71.第一mos管m1、第二mos管m2、第三mos管m3和第四mos管m4的控制端均受到校准码d
trim
控制，通过校准码d
trim
的不同实现第一mos管m1、第二mos管m2、第三mos管m3和第四mos管m4中的一个或多个mos管导通，从而输出不同阻值的输出电阻r
trim
。校准码d
trim
可以是二进制数或者高低电平信号。
72.如图1所示，校准电流产生电路22与电阻电路21相连，校准电流产生电路22用于提供正温度系数的校准电流i
trim
。
73.如图4所示，校准电流产生电路22包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第二运算放大器a2、第六三极管q6、第七三极管q7、第八三极管q8和mos管m0。mos管m0为pmos管。
74.具体的，mos管m0的源极与电源电压vdd相连，mos管m0的漏极与第一电阻r1的第一端以及第二电阻r2的第一端相连，mos管m0的栅极与第二运算放大器a2的输出端相连。第一电阻r1的第二端与第二运算放大器a2的第二输入端和第六三极管q6的基极以及集电极相连，第二电阻r2的第二端与第二运算放大器a2的第一输入端以及第三电阻r3的第一端相连。
75.第三电阻r3的第二端与第七三极管q7的基极和集电极相连。第八三极管q8的基极与第六三极管q6的基极相连，第六三极管q6、第七三极管q7和第八三极管q8的发射极与地电压vss相连，第八三极管q8的集电极与第一mos管m1的漏极相连，校准电流i
trim
为流过第八三极管q8的集电极的电流。
76.在本实施例中，第二运算放大器a2的第一输入端为正输入端，第二运算放大器a2的第二输入端为负输入端。
77.在本实施例中，第七三极管q7可以并联设置有多个，第七三极管q7与第六三极管q6的个数比为p：1，第七三极管q7与第八三极管q8的个数比为p：1。本实施例中的其中，δbe1为第六三极管q6和第七三极管q7的基极-发射极电压的差值。
78.缓冲器30的第一输入端与第一mos管m1的漏极以及第八三极管q8的集电极相连，缓冲器30的第二输入端与缓冲器30的输出端相连，缓冲器30的输出端输出零温度系数的基准电压v
ref
。本实施例中的缓冲器30可以通过调整其反馈系数，对输出的基准电压v
ref
的挡位(比如是5v还是2.5v)及绝对值进行校准。
79.在本实施例中，校准正温度系数的反向击穿电压v
zd
除了前述的通过调整基极-发射极电压差单元112的数量、调节第二三极管q2和第三三极管q3的发射极面积比、调节第四三极管q4和第五三极管q5的个数比和/或第六三极管q6和第七三极管q7的个数比；在不同的实施例中还可以通过改变校准电路11的数量来实现，即通过多个相连的校准电路11输出多个正温度系数的电压差分量δv来依次减小反向击穿电压v
zd
的正温度系数。
80.电阻电路21通过两温校准的方式能够获得输出电阻r
trim
，通过校准电流i
trim
和输出电阻r
trim
相配合对校准电路11校准后的反向击穿电压v
zd
进行再次校准而获得零温度系数的基准电压v
ref
。
81.接下来以设置两个校准电路11对正温度系数的反向击穿电压v
zd
进行校准的情况进行说明。
82.在本实施例中，基准电压电路输出的基准电压vref为：在本实施例中，基准电压电路输出的基准电压vref为：其中，vos2为第二个校准电路11的运算放大器的输入失调电压，vos3为缓冲器30的输入失调电压。
83.反向击穿电压v
zd
可表示为：v
zd
＝v
zd0
+k
zd
*(t-t0)+h(t)，其中，v
zd0
为在温度t0时的齐纳二极管z的反向击穿电压，k
zd
为齐纳二极管z的一阶温度系数，h(t)为齐纳二极管z的高阶温度系数。
84.由此可得，由此可得，若需要将基准电压vref的一阶温度系数误差校准掉，则需要得到一个输出电阻r
trim
，使得，使得通过调节校准码d
trim
得到输出电阻r
trim
，则输出电阻r
trim
与校准码d
trim
具有一映射关系r
trim
＝f(d
trim
)，校准码d
trim
为一阶温度系数校准码。
85.本实施例的通过两温校准获得输出电阻r
trim
具体为：
86.在第一温度点t
l
下，选取的校准码d
trim
＝d0时，获得基准电压vrefl0为：
87.在第二温度点th下，选取的校准码d
trim
＝d0时，获得基准电压vrefh0为：时，获得基准电压vrefh0为：第一温度点t
l
低于第二温度点th。
88.由上面两式可得，
89.若存在d
trim
＝d1使得
90.则在d
trim
＝d1时，得将公式(2)带入公式(3)，得公式(2)带入公式(3)，得继续带入公式(1)，得即当d
trim
＝d1时，一阶温度系数为0。
91.所以经过两温校准后，得到校准一阶温度系数的校准码所以经过两温校准后，得到校准一阶温度系数的校准码f-1
表示f的反函数，从而得到在校准码d
trim
＝d1时所对应的输出电阻r
trim
。
92.如图5所示，基于上述基准电压电路，本发明还公开了一种基于齐纳二极管的温度补偿方法，包括：
93.s1、基于校准电路11获得正温度系数的电压差分量δv以对齐纳二极管z的正温度系数的反向击穿电压v
zd
进行校准。
94.具体为，基于偏置电流单元111产生偏置电流，通过基极-发射极电压差单元112基于偏置电流产生δvbe电压，通过第一运算放大器a1控制晶体管pm并基于δvbe电压输出电压差分量δv以校准反向击穿电压v
zd
。
95.s2、基于校准电流产生电路22获得正温度系数的校准电流i
trim
。
96.s3、对电阻电路21进行调节而获得输出电阻r
trim
，以实现配合校准电流i
trim
对反向击穿电压v
zd
进行再次校准而获得零温度系数的基准电压v
ref
。
97.在本实施例中，输出电阻r
trim
是基于两温校准来对电阻电路21进行调节而获得。两温校准的具体校准方式为：
98.在第一温度点t
l
，选取校准码d0，获得基准电压电路输出的基准电压vrefl0。
99.在第二温度点th下，再选取校准码d0，获得基准电压电路输出的基准电压vrefh0；获得在校准码为d0时，且在第一温度点t
l
和第二温度点th下对应的温度系数误差
100.获取校准码d0以及对应的r
′
trim
，若有一校准码d1以及对应的r
′
t
′
rim
，使得则可得到在校准码为d1时的温度系数误差为零，r
′
trim
即为所要得到的输出电阻r
trim
，具体推导过程可详见基准电压电路中关于通过两温校准获得输出电阻r
trim
的描述。
101.实施例2
102.本实施例和实施例1的区别在于，本实施例中未设置第二校准单元20，其他电路结构相同，缓冲器30的输入端与第一校准单元10相连，仅通过第一校准单元10对齐纳二极管z的反向击穿电压v
zd
进行温度校准，具体的第一校准单元10的结构及其温度校准原理可参照实施例1。
103.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：

1.一种基于齐纳二极管的温度补偿电路，包括齐纳二极管，用于提供正温度系数的反向击穿电压，其特征在于，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括：第一校准单元和第二校准单元；所述第一校准单元包括校准电路，所述校准电路与齐纳二极管相连，用于输出正温度系数的电压差分量以校准反向击穿电压；所述第二校准单元包括电阻电路和校准电流产生电路；所述电阻电路与第一校准单元相连，所述电阻电路提供可调节的输出电阻；所述校准电流产生电路与电阻电路相连，所述校准电流产生电路用于提供正温度系数的校准电流，通过所述校准电流和输出电阻相配合对反向击穿电压进行再次校准而获得零温度系数的基准电压。2.如权利要求1所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述校准电路包括：偏置电流单元，用于提供偏置电流；基极-发射极电压差单元，包括基极相连的第四三极管和第五三极管，所述第四三极管的基极与集电极相连，所述第五三极管的基极与集电极相连，所述第四三极管和第五三极管的发射极与偏置电流单元相连，所述基极-发射极电压差单元用于基于偏置电流提供δvbe电压；晶体管，所述晶体管的第一端作为输入端以接收输入电压，所述晶体管的第二端作为输出端以输出电压，所述晶体管的第一端和第二端与第四三极管和第五三极管的基极相连；以及第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端和第二输入端分别与第四三极管和第五三极管的发射极相连以对第四三极管和第五三极管的发射极进行钳位，所述第一运算放大器的输出端与晶体管的控制端相连以使晶体管的第一端和第二端之间基于δvbe电压输出正温度系数的电压差分量。3.一种基于齐纳二极管的温度补偿电路，包括齐纳二极管，用于提供正温度系数的反向击穿电压，其特征在于，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括：第一校准单元；所述第一校准单元包括校准电路，所述校准电路与齐纳二极管相连，用于输出正温度系数的电压差分量以校准反向击穿电压；所述校准电路包括：偏置电流单元，用于提供偏置电流；基极-发射极电压差单元，包括基极相连的第四三极管和第五三极管，所述第四三极管的基极与集电极相连，所述第五三极管的基极与集电极相连，所述第四三极管和第五三极管的发射极与偏置电流单元相连，所述基极-发射极电压差单元用于基于偏置电流提供δvbe电压；晶体管，所述晶体管的第一端作为输入端以接收输入电压，所述晶体管的第二端作为输出端以输出电压，所述晶体管的第一端和第二端与第四三极管和第五三极管的基极相连；以及第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端和第二输入端分别与第四三极管和第五三极管的发射极相连以对第四三极管和第五三极管的发射极进行钳位，所述第一运
算放大器的输出端与晶体管的控制端相连以使晶体管的第一端和第二端之间基于δvbe电压输出正温度系数的电压差分量。4.如权利要求2或3所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述偏置电流单元包括：偏置电流源以及与偏置电流源、第四三极管和第五三极管的发射极相连的电流镜，所述偏置电流源用于提供偏置电流，所述电流镜用于复制偏置电流。5.如权利要求4所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述电流镜包括基极相连的第一三极管、第二三极管和第三三极管，所述第一三极管的基极与集电极相连且与偏置电流源相连，所述第二三极管和第三三极管的集电极分别与第四三极管和第五三极管的发射极相连，所述第一三极管、第二三极管和第三三极管的发射极与地电压相连。6.如权利要求5所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述第二三极管的发射极面积和第三三极管的发射极面积比为1：m。7.如权利要求2或3所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述基极-发射极电压差单元层叠连接有多个。8.如权利要求2或3所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述第一运算放大器的输入对管均为三极管。9.如权利要求2或3所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述第四三极管和第五三极管的个数比为n：1。10.如权利要求1所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述电阻电路包括多个电阻和开关管，所述电阻相互串联，每个所述电阻的两端与对应的开关管的第一端和第二端相连，所述开关管的控制端均受校准码控制。11.如权利要求1所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述校准电流产生电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二运算放大器、第六三极管、第七三极管、第八三极管和mos管；所述mos管的源极与电源电压相连，所述mos管的漏极与第一电阻的第一端以及第二电阻的第一端相连，所述mos管的栅极与第二运算放大器的输出端相连，所述第一电阻的第二端与第二运算放大器的第二输入端和第六三极管的基极以及集电极相连，所述第二电阻的第二端与第二运算放大器的第一输入端以及第三电阻的第一端相连，所述第三电阻的第二端与第七三极管的基极和集电极相连，所述第八三极管的基极与第六三极管的基极相连，所述第六三极管、第七三极管和第八三极管的发射极与地电压相连，所述第八三极管的集电极与电阻电路相连。12.如权利要求1所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括与校准电流产生电路和电阻电路相连以输出基准电压的缓冲器。13.如权利要求3所述的基于齐纳二极管的温度补偿电路，其特征在于，所述基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括与校准电路相连以输出基准电压的缓冲器。14.一种基于齐纳二极管的温度补偿方法，其特征在于，包括：基于校准电路获得正温度系数的电压差分量以对齐纳二极管的正温度系数的反向击穿电压进行校准；基于校准电流产生电路获得正温度系数的校准电流；
对电阻电路进行调节而获得输出电阻，以实现配合校准电流对反向击穿电压进行再次校准而获得零温度系数的基准电压。15.如权利要求14所述的基于齐纳二极管的温度补偿方法，其特征在于，所述对电阻电路进行调节而获得输出电阻包括：基于两温校准对电阻电路进行调节而获得输出电阻。

技术总结

本发明公开了一种基于齐纳二极管的温度补偿电路及方法，基于齐纳二极管的温度补偿电路包括用于提供正温度系数的反向击穿电压的齐纳二极管，基于齐纳二极管的温度补偿电路还包括：第一校准单元和第二校准单元。第一校准单元包括校准电路。第二校准单元包括电阻电路和校准电流产生电路。本发明的基于齐纳二极管的温度补偿电路，通过校准电路校准反向击穿电压的正温度系数，再通过电阻电路和校准电流产生电路配合再次精调反向击穿电压的正温度系数，既降低噪声电流的影响，又可以在不增加噪声水平的情况下，以更精细的方式校准正温度系数，从而实现一个低噪声的基准电压。从而实现一个低噪声的基准电压。从而实现一个低噪声的基准电压。