1.一种负反馈分段曲率补偿带隙基准电路,其特征在于,包括:启动电路(1)、中温区域负反馈补偿电路(2)、一阶带隙基准电路(3)及高温区域负反馈补偿电路(4),其中,所述一阶带隙基准电路(3)的信号输出端分别接所述启动电路(1)、所述中温区域负反馈补偿电路(2)以及所述高温区域负反馈补偿电路(4)的信号输入端,所述中温区域负反馈补偿电路(2)以及所述高温区域负反馈补偿电路(4)的电信号输出端分别接所述一阶带隙基准电路(3)的电信号输入端,所述启动电路(1)的信号输出端接所述一阶带隙基准电路(3)的启动信号输入端;所述一阶带隙基准电路(3)产生一阶带隙基准参考电压,所述中温区域负反馈补偿电路(2)以及所述高温区域负反馈补偿电路(4)分别与所述一阶带隙基准电路(3)形成负反馈环路,所述中温区域负反馈补偿电路(2)的PMOS管M11的电流在电阻R5及电阻R6上产生电压VNL1,以及所述高温区域负反馈补偿电路(4)的PMOS管M16的电流在电阻R6上产生电压VNL2,电压VNL1和电压VNL2分别对所述一阶带隙基准电路(3)所产生的一阶带隙基准参考电压进行补偿,所述启动电路(1)为所述一阶带隙基准电路(3)提供启动信号。
2.根据权利要求1所述的一种负反馈分段曲率补偿带隙基准电路,其特征在于,所述启动电路(1)包括:PMOS管M1、NMOS管M2以及NMOS管M3,其中PMOS管M1的源极分别与NMOS管M3的漏极以及外部电源VDD相连,PMOS管M1的漏极分别与NMOS管M3的栅极以及NMOS管M2的漏极相连,NMOS管M2的源极与外部地GND相连。
3.根据权利要求1所述的一种负反馈分段曲率补偿带隙基准电路,其特征在于,所述一阶带隙基准电路(3)包括:PMOS管M12、PMOS管M13、NMOS管M14、NPN三极管Q1、NPN三极管Q2、NPN三极管Q3、NPN三极管Q4、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6以及放大器A1,其中PMOS管M12的源极分别与PMOS管M13的源极以及外部电源VDD相连,PMOS管M12的栅极分别与PMOS管M13的栅极、放大器A1的输出端、PMOS管M10的栅极以及PMOS管M15的栅极相连,PMOS管M12的漏极分别与放大器A1的反相输入端、PMOS管M1的栅极、NMOS管M3的源极、NPN三极管Q1的集电极、NPN三极管Q1的基极以及NPN三极管Q3的基极相连,NPN三极管Q1的发射极分别与NPN三极管Q2的集电极以及NPN三极管Q4的基极相连,PMOS管M13的漏极分别与放大器A1的同相输入端、NPN三极管Q3的集电极以及NMOS管M14的栅极相连,NPN三极管Q3的发射极分别与NMOS管M9的栅极、PMOS管M11的栅极、PMOS管M16的栅极、NMOS管M18的栅极、NPN型三极管Q4的集电极、NPN三极管Q2的基极、NMOS管M2的栅极以及带隙基准输出端Vbg相连,NPN三极管Q4的发射极与电阻R3的一端相连,电阻R3的另一端分别与NPN三极管Q2的发射极以及电阻R4的一端相连,电阻R4的另一端分别与PMOS管M11的漏极以及电阻R5的一端相连,电阻R5的另一端分别与PMOS管M16的漏极以及电阻R6的一端相连,电阻R6的另一端分别与NMOS管M14的源极、NMOS管M14的漏极以及外部地GND相连。
4.根据权利要求1所述的一种负反馈分段曲率补偿带隙基准电路,其特征在于,所述中温区域负反馈补偿电路(2)包括:NMOS管M4、NMOS管M5、PMOS管M6、NMOS管M7、PMOS管M8、NMOS管M9、PMOS管M10、PMOS管M11、电阻R1以及电阻R2,其中PMOS管M6的源极分别与PMOS管M8的源极、PMOS管M10的源极以及外部电源VDD相连,PMOS管M6的栅极分别与PMOS管M8的栅极、PMOS管M8的漏极以及NMOS管M9的漏极相连,PMOS管M6的漏极分别与NMOS管M7的漏极、NMOS管M4的栅极以及NMOS管M5的栅极相连,NMOS管M7的栅极分别与NMOS管M4的源极以及电阻R1的一端相连,电阻R1的另一端分别与NMOS管M5的源极、NMOS管M5的漏极、电阻R2的一端以及外部地GND相连,电阻R2的另一端分别与NMOS管M7的源极以及NMOS管M9的源极相连,PMOS管M10的漏极分别与NMOS管M4的漏极以及PMOS管M11的源极相连。
5.根据权利要求1所述的一种负反馈分段曲率补偿带隙基准电路,其特征在于,所述高温区域负反馈补偿电路(4)包括:PMOS管M15、PMOS管M16、PMOS管M17、NMOS管M18、PMOS管M19、NMOS管M20、NMOS管M21、NMOS管M22、电阻R7以及电阻R8,其中PMOS管M15的源极分别与PMOS管M17的源极、PMOS管M19的源极以及外部电源VDD相连,PMOS管M15的漏极分别与PMOS管M16的源极以及NMOS管M22的漏极相连,PMOS管M17的漏极分别与PMOS管M17的栅极、PMOS管M19的栅极以及NMOS管M18的漏极相连,PMOS管M19的漏极分别与NMOS管M20的漏极、NMOS管M21的栅极以及NMOS管M22的栅极相连,NMOS管M20的源极分别与NMOS管M18的源极以及电阻R7的一端相连,电阻R7的另一端分别与NMOS管M21的源极、NMOS管M21的漏极、电阻R8的一端以及外部地GND相连,电阻R8的另一端分别与NMOS管M22的源极以及NMOS管M20的栅极相连。
6.根据权利要求3所述的一种负反馈分段曲率补偿带隙基准电路,其特征在于,所述一阶带隙基准电路(3)中,放大器A1的低频增益Ad有Ad>>1,PMOS管M12与PMOS管M13具有相同的沟道宽长比,NPN三极管Q1的发射极面积是NPN三极管Q3的m倍,NPN三极管Q4的发射极面积是NPN三极管Q2的m倍,电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7以及电阻R8采用同一种材料,PMOS管M12的漏极电流I12以及PMOS管M13的漏极电流I13在电阻R4、电阻R5以及电阻R6产生的电压VPTAT与NPN三极管Q2的基极-发射极电压VBE2进行求和得到一阶带隙基准电压Vbg1,其为 其中,R3为电阻R3的阻值,R4为电阻R4的阻值,R5为电阻R5的阻值,R6为电阻R6的阻值,VT为热电压;电压VEB2具有负温度特性,因子具有正温度特性,电压Vbg1为一阶带隙基准参考电压。
7.根据权利要求4所述的一种负反馈分段曲率补偿带隙基准电路,其特征在于,所述中温区域负反馈补偿电路(2)中,PMOS管M10的沟道宽长比为PMOS管M12的k1倍,PMOS管M6、PMOS管M8、NMOS管M7、NMOS管M9与电阻R2构成放大器且其低频增益远远大于1,NMOS管M4的漏极电路I4为I4=Vbg/R1,其中,R1为电阻R1的阻值,Vbg为负反馈分段曲率补偿带隙基准电路的输出电压,通过优化电阻R1的阻值以及参数k1,PMOS管M11的电流I11在电阻R5及电阻R6上产生的电压VNL1为 其中,T为绝对温度,T1为参考温度,且T1大于室温Tr,R3为电阻R3的阻值,R5为电阻R5的阻值,R6为电阻R6的阻值,m为NPN三极管Q1发射极面积与NPN三极管Q3发射极面积之比,VT为热电压。
8.根据权利要求5所述的一种负反馈分段曲率补偿带隙基准电路,其特征在于,所述高温区域负反馈补偿电路中(4),PMOS管M15的沟道宽长比是PMOS管M13的k2倍,PMOS管M17、PMOS管M19、NMOS管M18、NMOS管M20与电阻R7构成放大器且其直流增益远远大于1,则NMOS管M22的漏极电路I22为I22=Vbg/R8,其中,R8为电阻R8的阻值,Vbg为负反馈分段曲率补偿带隙基准电路的输出电压,通过优化电阻R8的阻值以及参数k2,PMOS管M16的电流在电阻R6上产生的电压VNL2为 其中,m为NPN三极管Q1发射极面积与NPN三极管Q3发射极面积之比,T为绝对温度,T2为参考温度,且T2大于参考温度T1,R3为电阻R3的阻值,R6为电阻R6的阻值,m为NPN三极管Q1发射极面积与NPN三极管Q3发射极面积之比,VT为热电压。
9.根据权利要求1-8之一所述的一种负反馈分段曲率补偿带隙基准电路,其特征在于,所述的负反馈分段曲率补偿带隙基准电路的输出电压Vbg为VREF=Vbg1+VNL1+VNL2,其中Vbg1由正温度系数电压以及负温度系数电压加权求和实现的一阶带隙基准参考电压,VNL1为所述中温区域负反馈补偿电路(2)的PMOS管M11的电流在电阻R5及电阻R6上产生电压,VNL2为所述高温区域负反馈补偿电路(4)的PMOS管M16的电流在电阻R6上产生电压,因子VNL1以及VNL2补偿Vbg1的高阶温度非线性,从而获得高阶温度补偿的带隙基准参考电压。