一種高精度BiCMOS電流模帶隙基準源

在模擬及數(shù)／?；旌霞呻娐吩O(shè)計中，電壓基準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)的基準電流。然后讓此電流在電阻上產(chǎn)生基準電壓。電流模帶隙結(jié)構(gòu)可以得到任意大小的基準電壓。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 帶隙電壓基準源的設(shè)計
1．1 傳統(tǒng)電流?；鶞试唇Y(jié)構(gòu)原理
傳統(tǒng)的電流模式帶隙基準電路，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：

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電壓。