一種高電源抑制的基準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)

摘要：本文針對(duì)傳統(tǒng)基準(zhǔn)電壓的低PSR以及低輸出電壓的問(wèn)題，通過(guò)采用LDO與帶隙基準(zhǔn)的混合設(shè)計(jì)，并且采用BCD工藝，得到了一種可以輸出較高參考電壓的高PSR(電源抑制)帶隙基準(zhǔn)。此帶隙基準(zhǔn)的1．186 V輸出電壓在低頻時(shí)PSR為-145 dB，在0～1GHz頻帶內(nèi)，最高PSR為-36 dB。在-50～150℃內(nèi)，1．186 V基準(zhǔn)的溫漂為7．5ppm／℃。
關(guān)鍵詞：電源抑制；級(jí)聯(lián)；帶隙基準(zhǔn)；低壓差線性穩(wěn)壓器；溫度系數(shù)

電子鎮(zhèn)流器的供電方式為半橋輸出接穩(wěn)壓管給芯片供電，其輸出電壓為高壓正弦波(50～100 kHz)，加之芯片內(nèi)數(shù)字部分的干擾，這就給芯片的電源帶來(lái)較大的干擾。因此對(duì)芯片內(nèi)基準(zhǔn)的中頻PSR(Power Supply Rejection，電源抑制)有較大要求。本文從此角度在Brokaw帶隙基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，采用LDO與基準(zhǔn)的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)來(lái)增加其PSR。

1 電路結(jié)構(gòu)
1．1 基準(zhǔn)核心
目前的基準(zhǔn)核心可以有多種實(shí)現(xiàn)方案：混合電阻，Buck voltage transfer cell，但是修調(diào)復(fù)雜，不宜工業(yè)化。本設(shè)計(jì)采用Brokaw基準(zhǔn)核心，其較易實(shí)現(xiàn)高壓基準(zhǔn)輸出，并且其溫漂、PSR及啟動(dòng)特性均較好。本文采用的改進(jìn)的Brokaw基準(zhǔn)核心的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

對(duì)此核心的分析：
三極管的輸出電流公式：

其中I是三極管射極電流，Is與射極面積成正比，n為一常數(shù)，取1。這里，取VQC2：VQC1=8：1，因此Is2=8xIs1，又I1=I2，分別代入(1)并相除，整理得：


其中Vbe1是負(fù)溫度系數(shù)，Vt是正溫度系數(shù)，RC2與RC1是同類電阻，溫度系數(shù)相抵消，選擇合理的RC2／RC1，就可以得到一階補(bǔ)償為0的基準(zhǔn)電壓，可以很好的滿足本芯片的要求。