新型BiCMOS帶隙基準(zhǔn)電路的設(shè)計

　　在模擬及數(shù)/模混合集成電路設(shè)計中，電壓基準(zhǔn)是非常重要的電路模塊之一，而通過巧妙設(shè)計的帶隙電壓基準(zhǔn)更是以其與電源電壓、工藝、溫度變化幾乎無關(guān)的特點，廣泛應(yīng)用在LDO及DC-DC集成穩(wěn)壓器、射頻電路、高精度A/D和D/A轉(zhuǎn)換器等多種集成電路中。隨著大規(guī)模集成電路的日益復(fù)雜和精密，亦對帶隙基準(zhǔn)電壓的溫度穩(wěn)定性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的帶系基準(zhǔn)電壓源只能產(chǎn)生固定的近似1.2 V的電壓，不能滿足在低壓場合的應(yīng)用。電流模帶隙電路采用正溫度系數(shù)的電流支路(PTAT)和負(fù)溫度系數(shù)的電流支路(CTAT)并聯(lián)產(chǎn)生與溫度無關(guān)的基準(zhǔn)電流。然后讓此電流在電阻上產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓。電流模帶隙結(jié)構(gòu)可以得到任意大小的基準(zhǔn)電壓。本文提出一種新的電流模帶隙結(jié)構(gòu)并采用一階溫度補(bǔ)償技術(shù)設(shè)計了一種具有良好的溫度特性和高電源抑制比，并且能快速啟動的新型BiCMOS

帶隙基準(zhǔn)電路。該電路結(jié)構(gòu)簡單且實現(xiàn)了低輸出電壓的要求。

　　1 帶隙電壓基準(zhǔn)源的設(shè)計

　　1.1 傳統(tǒng)電流?；鶞?zhǔn)源結(jié)構(gòu)原理

　　傳統(tǒng)的電流模式帶隙基準(zhǔn)電路，在運算放大器的2個輸入端加入阻值相等的2個分流電阻，輸出基準(zhǔn)由2個電流的和電流流過電阻獲得。電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1中，Q1發(fā)射區(qū)面積是Q2的N倍。由于放大器處于深度負(fù)反饋，A、B兩點的電壓相等。流過R1的電流為I1為PTAT電流，流過R2的電流I2為CTAT電流，則有：欲了解更多信息請登錄電子發(fā)燒友網(wǎng)(http://www.elecfans.com )

　　通過合理選取R1，R2和N的值，可得具有零溫度系數(shù)的輸出電壓Vref。通過改變R3可以得到不同的基準(zhǔn)電壓。

　　1.2 新型BiCMOS帶隙基準(zhǔn)電路的設(shè)計

　　常見的電流模帶隙電路結(jié)構(gòu)在運算放大器的輸入兩端加入阻值相等的分流電阻，輸出基準(zhǔn)由2個電流的和電流通過電阻獲得可以獲得相對小的基準(zhǔn)電壓，這種結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)電路存在第三簡并態(tài)的問題。由于第三簡并態(tài)的存在使電流模基準(zhǔn)電路的應(yīng)用受到很大限制。本設(shè)計采用電流模結(jié)構(gòu)帶隙基準(zhǔn)來得到任意大小的輸出電壓，并且通過特殊的結(jié)構(gòu)消除第三簡并態(tài)的問題。通過增加修調(diào)電路對輸出電壓進(jìn)行微調(diào)，提高了基準(zhǔn)源的精度。帶隙基準(zhǔn)源核心電路如圖2所示。

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