高精度CMOS帶隙基準源的設計

　　假設Mp1，Mp2和MN1，MN2均為相同的對管，將PTAT電流Ip3加到基極-發(fā)射極電壓上，因此輸出電流為：

　　PTAT基準電流IMp3PTAT(與絕對溫度成正比)通過R3產(chǎn)生輸出基準電壓。

　　2.2 自偏置電路及反饋補償電路

　　為了提高電源電壓抑制，該設計對核心電路和運放的電源電壓進行了調(diào)節(jié)，由MOS管的電流電壓特性可知，當VDS≥VG-VTH時器件工作在飽和區(qū)，有：

　　對其求導得：

　　式中：VGS為柵源電壓;VTH為閾值電壓。

　　因為柵漏短接，故MN3，MN5一定處于飽和狀態(tài)，它們均可作為一個阻值由過驅(qū)動電壓控制的等效電阻，定義MN3和MN5的等效電阻分別為RN3和RN5，則可將MN3與R3視為并聯(lián)電阻Rx，如果Vout增大，則RN3減小，并聯(lián)電阻Rx減小，從而使PTAT基準電流通過MN3分流一部分;同樣原理適用于MN5和MN6，達到抑制補償輸出電壓，使基準源輸出電壓穩(wěn)定。其中Mp4和Mp5為MN3提供偏置電流，但使用這種“自偏置電路”會帶來電路的啟動問題。

　　2.3 啟動電路

　　在基準源電路中需要啟動電路使得系統(tǒng)上電時電路能夠進入正常的工作狀態(tài)，而自偏置放大器電路往往也存在啟動問題。當電路處于非工作狀況時，放大器的輸入端電壓初始值為零，而輸出電壓由于寄生電容的存在可能位于一個比較高的電勢，當電源接通后不但放大器的偏置電路為截止狀態(tài)，而且基準源的核心電路也無法正常啟動。本文設計的啟動電路則可以同時滿足放大器和核心電路的啟動要求，它由Mp6～Mp8，MN7，MN8，R4，R5構(gòu)成。