一種低溫漂低功耗的帶隙基準(zhǔn)源的設(shè)計

圖5是在3．3 V的電源電壓下，一40～+85℃的工作溫度范圍內(nèi)帶隙基準(zhǔn)的溫度特性曲線；表1是將電源電壓的設(shè)定范圍為2～4 V，對帶隙基準(zhǔn)電路的輸出電壓進(jìn)行測試，得到的電源電壓特性。

圖5 3．3 V電源電壓下，溫度為一40～+85℃時的輸出電壓與工作溫度曲線圖5表示的是基準(zhǔn)電壓源的溫度特性曲線，測試結(jié)果表明此電壓源在工作溫度范圍內(nèi)，溫度系數(shù)為2．563 ppm／℃。
表1是電源電壓特性分布，在室溫下，電源電壓在2～4 V間變化時的輸出電壓，由表1可知，此電壓源在電源電壓為2 V時就可以正常工作。基準(zhǔn)電壓源在2～4 V間的輸出差值為413．9μV，即電源調(diào)整率為206．95 ppm。
蒙特卡羅分析是用于衡量器件特性值對電路性能影響的一種測試分析方法。在每個蒙特卡羅分析中，器件的特征值被當(dāng)作潛在影響測試結(jié)果的因素并進(jìn)行分類，由于測試是隨機(jī)選取樣本，各個特征值也將是隨機(jī)。在一個完整的測試結(jié)束后，可以得到1個或多個結(jié)果。每一項性質(zhì)將得到一系列可被統(tǒng)計學(xué)統(tǒng)計的結(jié)果。對帶隙基準(zhǔn)而言，主要特征值包括制造中的摻雜濃度的分布，內(nèi)部電源電壓值的偏差和外界的溫度變化。
分析測試結(jié)果的方法是將它們歸納在不同范圍中，每個范圍表示在所有結(jié)果中占有的比例。將這些范圍用柱狀圖表示出來，每部分柱狀圖都由其高度表示在總體中占有的數(shù)量。
圖6是在室溫下選取80個芯片并對其帶隙基準(zhǔn)電路輸出電壓測試。由圖可以看出，輸出電壓有95％以上都分布在設(shè)計的輸出電壓周圍，在實際應(yīng)用中不需要trim就可以得到合適的輸出電壓。

4 結(jié) 語
這里設(shè)計了一種具有低溫漂低功耗且不需要trim的基準(zhǔn)電壓源，利用低壓共源共柵電流鏡來減小輸出電壓對電源電壓的依賴。測試結(jié)果表示：電路在2 V電源電壓下就可以正常工作，輸出基準(zhǔn)電壓為1．326 65 V；在-40～+85℃之間的溫度系數(shù)為2．563 ppm／0C；電路在3．3 V電源電壓下，功耗僅為2．81 μW，可以廣泛應(yīng)用在移動電子設(shè)備中。