式中,m≈1.5,Eg=1.12eV是硅的带隙能量。当VBE≈750mV,T=300K时,∂VBE/∂T≈−1.5mV/∘C 从式中可见VBE电压的温度系数本身与温度有关,因此如果正温度系数是一个固定值,与温度无关,那么在带隙电压基准中的温度补偿就会出现误差。这也是在后文中,只能使得基准电压在一个温度点上获得零温度系数的原因。
1 带隙基准电压源的基本原理 带隙基准电压源的基本原理是利用双极型晶体管基区一发射区电压VBE具有的负温度系数,而不同电流密度偏置下的两个基区一发射区的电压差△VBE具有正的温度系数的特性,将这两个电压线性叠加从而获得低温度系数的基准电压源。 利用VBE的负温度系数和△VBE的正温度系数,就可设计出零温度系数...
在传统的带隙基准源设计中[1,2],输出电压常在1.25 V左右,这就限制了最小电源电压。另一方面,共集电极的寄生BJT和运算放大器的共模输入电压,也限制了PTAT电流生成环路的低压设计。近年来,一些文献力图解决这方面的问题[3-5]。归纳起来,前一问题可以通过合适的电阻分压来实现[6,7];第二个问题可以通过BiCMOS工艺...
从图8中可以看到,电源电压从0 V增大到5 V,在电源电压为1.1 V时,输出的基准电压已经达到600 mV,而在当电源电压继续增大时,输出的基准电压基本保持不变。 本文使用SMIC0.18μm工艺设计实现了一个0.6 V的带隙基准电压源,并且功耗较小,适用于各种便携式电路设计中基准源的需要,仿真结果证明了该电路良好的性能。 ...
基准电路广泛应用于模拟、数字及混合电路之中,它们为电路单元提供基本偏置,电路设计中常使用带隙电路产生所需要的基准电压[1]。传统的带隙基准采用一阶补偿方法,温度系数(Temperature Coefficient,TC)很难降低到20 ppm/℃以下。但是在高精度模数转换器、晶振电路、运算放大器和锁相环等应用电路中,对基准的稳定性提出...
关键词:带隙基准;低温漂;低功耗;CMOS 便携式电子产品在市场上占有越来越大的份额,对低电压、低功耗的基准电压源的需求量大大增加,也导致带隙基准的设计要求有了较大的提高。带隙基准广泛应用于数/模转换、模/数转换、存储器以及开关电源等数模混合电路中。基准源的稳定性对整个系统的内部电源的产生,输出电压的调...
本文设计了一款高性能的基准电路,具有较小的温度系数,同时在2.3～6.5V的电源电压范围内具有较低的功耗和较高的电源电压抑制特性,适用于各类对精度要求较高且功耗低的集成电路芯片。 1基准工作的基本原理 图1为典型的与温度无关的带隙基准电路架构图。它的原理就是利用三极管基极-发射极电压△VBE的负温度系数和两...
基于该特性,带隙基准源所采用的基极-发射极结可以被工作在弱反型区的晶体管代替产生低温度系数的基准源。文献中提到采用该设计原理的基准源,利用0.13μm工艺的低阈值电压NMOS管和衬底调整的PMOS管实现其中的放大器。本文所采用的基准源电路利用传统带隙基准源的核心电路原理,通过饱和状态MOS等效电阻对PTAT电流动态...
在讨论了带隙基准电压源的基本原理后,设计了一种高精度低温漂的带隙基准电压源。整个电路基于TSMC40 nm CMOS工艺模型进行了温度特性、电源特性的仿真。结果表明,经过二阶补偿后的带隙基准输出电压在温度为-40～125℃的范围内具有10×10-6/℃的温度系数,在电源电压为1.5～3.3 V变化时,基准输出电压变化仅为随电源...
摘要:设计了一种结构简单的基于LDO稳压器的带隙基准电压源。以BrokaW带隙基准电压源结构为基础来进行设计。采用Cadence的Spectre仿真工具对电路进行了完整模拟仿真,-20～125℃温度范围内,基准电压温度系数大约为17.4 ppm/℃,输出精度高于所要求的5‰;在1 Hz到10 kHz频率范围内平均电源抑制比(PSRR)为-46.8 dB。电路...