帶隙電壓基準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)與分析
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時(shí)間：2012-06-29
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
組成：第一部分為啟動(dòng)電路，主要由MSA，MSB，MSC三個(gè)管子的性能來(lái)決定電路的自啟動(dòng)；第二部分為放大器，采用二級(jí)Miller電路，并且從帶隙部分獲得偏置電流；第三部分與Banba結(jié)構(gòu)基本一致。
本結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)在傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)電路中，輸出電壓VBE約為1．25 V，這就限制了電源電壓在1 V以下的應(yīng)用，而這個(gè)結(jié)構(gòu)的Vref通過(guò)兩個(gè)電流的和在電阻上的壓降來(lái)實(shí)現(xiàn)：一個(gè)電流與三極管的VBE成正比，另一個(gè)與VT成正比，產(chǎn)生的基準(zhǔn)電流通過(guò)MOS管M3鏡像到輸出電流，再通過(guò)輸出負(fù)載電阻R4決定輸出參考電壓，方便改變所需產(chǎn)生的電壓值。
(2)放大器中采用Miller補(bǔ)償可以增加穩(wěn)定性，Hironori Banba等采用的是以NMOS為差分輸出管的單級(jí)運(yùn)放，這樣要達(dá)到較低電源電壓則需要非標(biāo)準(zhǔn)的耗盡型器件，對(duì)工藝的轉(zhuǎn)換性較差，所以文中采用PMOS管作為差分輸入。由于放大器在電路中起的作用是保證1、2電壓的相等，達(dá)到對(duì)核心部分沒(méi)有影響的效果，所以此結(jié)構(gòu)是對(duì)Banba結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)。
(3)啟動(dòng)電路使電路節(jié)點(diǎn)處于簡(jiǎn)并狀態(tài)時(shí)也可以自動(dòng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，在Banba結(jié)構(gòu)中，其自啟動(dòng)方法是采用一個(gè)額外的脈沖(Power On -Reset Signal)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這在模擬與混合電路中較少用到，所以文中添加了啟動(dòng)部分的電路，雖然增加了元件數(shù)，卻能使制造和啟動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)單實(shí)用。
2．2 自啟動(dòng)模塊及放大電路模塊分析
在放大器的偏置電路中，如果初始狀態(tài)節(jié)點(diǎn)2的電壓為0，則出現(xiàn)簡(jiǎn)并，在沒(méi)有外界刺激情況下不會(huì)工作，這在實(shí)際應(yīng)用中是不可接受的，所以必須去除簡(jiǎn)并點(diǎn)，方法如圖4所示，由3個(gè)MOS管形成開(kāi)啟電路。由于PMOS管MSA的柵極接地，所以MSA始終導(dǎo)通，這樣使得S點(diǎn)電平升高，S也是MSB管的柵極，因此MSB管導(dǎo)通，它的漏極電平降低，這樣如果啟動(dòng)點(diǎn)為PMOS柵極，該P(yáng)MOS管導(dǎo)通，電路可以開(kāi)始工作。最后還必須使MSB脫離，當(dāng)電路開(kāi)始正常工作時(shí)，MSC管開(kāi)啟，這樣就再次使5節(jié)點(diǎn)電平下降，MSB管由此關(guān)斷，脫離了啟動(dòng)部分。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/176810.htm
帶隙電路中的放大器主要作用是使兩個(gè)輸入點(diǎn)的電平相等，所以只要增益足夠就可以，另外為了防止振蕩，相位裕度也要足夠，其他指標(biāo)不是特別重要。圖5為放大器的核心部分，各部分作用：MA1、MA2為第一級(jí)差分放大，MA6為第二級(jí)放大，MA5、MA7從帶隙部分偏置電流分配給放大部分MOS管。Cc為密勒電容，將主次極點(diǎn)分離，也可增大相位裕度。
評(píng)論