一種高精度低電源電壓帶隙基準(zhǔn)源的設(shè)計
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3 低壓帶隙基準(zhǔn)電路的設(shè)計
3．1 運(yùn)算放大器
采用二級運(yùn)放，第一級提供高增益，第二級提供大的擺幅。如圖3所示。由于運(yùn)算放大器的輸入電壓較低，約在250 mV，因此第一級運(yùn)放采用PMOS管作為差分輸入。負(fù)載采用二極管連接器件，為提高對電源電壓的抑制，采用和電源無關(guān)的偏置電路。第二級運(yùn)放采用簡單的共源級結(jié)構(gòu)，以提供最大的輸出擺幅，采用電流鏡作為有源負(fù)載以實(shí)現(xiàn)單端輸出。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/179656.htm
運(yùn)算放大器的最低工作電壓為
PMOS管的閾值電壓在約為0．5 V，運(yùn)算放大器的輸入在0．2～0．3 V，預(yù)留0．1 V的PMOS管過驅(qū)動電壓，可初步推算出運(yùn)放的最低電源電壓在1 V左右。
3．2 偏置電路
為提高帶隙基準(zhǔn)電路對電源電壓變化的抑制，偏置電路采用和電源無關(guān)的偏置。圖4為設(shè)計的偏置電路。將RS接在M9的上，而不是按傳統(tǒng)的接法，接在M9的源極和地之間，這樣在一定程度上減小了M9的體效應(yīng)。另外，還消除RS的分壓對M9的影響，使電路可以在更低的電源電壓下工作。不過，RS的阻值要仔細(xì)在模擬后確定，保證M9工作在飽和區(qū)。
可計算出，基準(zhǔn)電流(RS的電流)為
其中，M9管的寬長比為M8管的K倍，M7和M6的寬長比相等。
圖4所示的電路存在兩個平衡點(diǎn)，即零點(diǎn)和正常工作點(diǎn)，需要啟動電路如圖4左邊所示。假設(shè)偏置電路處于關(guān)斷狀態(tài)，那么M6～M9全部關(guān)斷，x點(diǎn)為高電平，M1關(guān)斷，M4關(guān)斷。故M2雖然柵極接地，但是漏電流很小，M2的漏源極電壓差很小，故y點(diǎn)的電壓足夠高，使M5開啟，x點(diǎn)的電壓逐漸降低，電路啟動。然后，M1導(dǎo)通，繼而M3和M4導(dǎo)通，y點(diǎn)的電壓逐漸降低，最終使M5關(guān)斷。
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