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一種低溫漂低功耗的簡(jiǎn)易帶隙基準(zhǔn)電壓設(shè)計(jì)

作者： 時(shí)間：2010-07-07 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
模擬電路設(shè)計(jì)常常用到電壓基準(zhǔn)和電流基準(zhǔn)。這些基準(zhǔn)受電源、溫度或者工藝參數(shù)的影響很小，為電路提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的參考電壓或者電流，從而保證整個(gè)模擬電路穩(wěn)定工作。目前已經(jīng)出現(xiàn)的高性能帶隙基準(zhǔn)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、低溫漂和低功耗，但這些電路中一般都有運(yùn)放，調(diào)試難度較大；電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，原理不便理解。在一般的應(yīng)用中，如果對(duì)帶隙基準(zhǔn)電壓的要求不是特別高的情況下，完全可以采用一種更為簡(jiǎn)潔的電路結(jié)構(gòu)。因此，這里介紹一種簡(jiǎn)易可行的帶隙基準(zhǔn)電壓的設(shè)計(jì)，利用PTAT電壓和雙極性晶體管發(fā)射結(jié)電壓的不同的溫度特性，獲取一個(gè)與溫度無(wú)關(guān)的基準(zhǔn)電壓。

1 低溫漂低功耗帶隙基準(zhǔn)電壓設(shè)計(jì)
帶隙基準(zhǔn)電壓的設(shè)計(jì)目標(biāo)，就是建立一個(gè)與電源和溫度無(wú)關(guān)的直流電壓VREF。進(jìn)一步將該目標(biāo)分為2個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題：設(shè)計(jì)與電源無(wú)關(guān)的偏置，獲取能抵消溫度影響的電壓值。圖1為其整體設(shè)計(jì)框圖。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/180705.htm


1．1 與電源無(wú)關(guān)的偏置
首先設(shè)計(jì)與電源無(wú)關(guān)的偏置?？紤]采用2個(gè)NMOS管和電阻做近似的電流鏡做偏置，并充分利用電流鏡的“電流復(fù)制”特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電流產(chǎn)生電路，如圖2所示。在這個(gè)電路中，因?yàn)闁怕┒探拥腗OS管都是由一個(gè)電流源驅(qū)動(dòng)，所以I0和I1幾乎與電源電壓無(wú)關(guān)。同時(shí)，2條支路的電流關(guān)系是確定的，只要已知I0，便可由寬長(zhǎng)比得到左邊支路電流的大小。忽略溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)的影響，支路電流的比值和MOS管寬長(zhǎng)比的比值成正比。為了唯一確定電流，加入電阻R1。則有：VGS1=VGS2+I0R1，忽略體效應(yīng)，有：

由式(1)可見(jiàn)，輸出電流與電源電壓無(wú)關(guān)，但仍與工藝和溫度有關(guān)。
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