一種低電壓低溫漂的基準(zhǔn)電流源

從圖4可以發(fā)現(xiàn)若將Vbe3與Vbe1相減可得到隨溫度非線性變化的電壓項(xiàng)：

3 基準(zhǔn)電流源的整體電路
圖5為基準(zhǔn)電流源的整體電路，由二階補(bǔ)償?shù)牡蛪簬痘鶞?zhǔn)電路得到VREF接到輸出管M1的柵端，從而產(chǎn)生一個零溫漂的基準(zhǔn)電流源。為了提高對電源噪聲的抑制能力，帶隙基準(zhǔn)電路中運(yùn)算放大器的輸入管使用PMOS的差動對,由于是兩級的運(yùn)放，所以有必要加一個電容進(jìn)行補(bǔ)償。

4 測試結(jié)果及分析
基于CSMC 0.5μm CMOS工藝，對上述電路進(jìn)行流片，電路的顯微照片如圖6所示。

在溫度范圍為-40～125℃，電源電壓為2 V的條件下，分別得到了偏置電壓，VREF和基準(zhǔn)電流源，IREF的溫度特性曲線。圖7為偏置電壓的溫度特性曲線。可以看出偏置電壓在1.244 4±0.000 4 V的范圍內(nèi)變化；圖8為基準(zhǔn)電流的溫度特性曲線，可以看出在上述偏置電壓的變化范圍內(nèi)，基準(zhǔn)電流僅有0.3 μA的偏差，溫度系數(shù)為8.1 ppm／℃。在2 V的電源電壓下，整個電路的功耗為O.45 mV，電路的功耗主要來自輸出管M4，通過減小輸出管的尺寸，可減小基準(zhǔn)電流，同時也減少了電路的功耗。

5 結(jié) 語
這里設(shè)計了一種低溫漂低電源電壓的基準(zhǔn)電流源。通過設(shè)置輸出管偏置電壓VREF，使得輸出管的閾值電壓和遷移率隨溫度的變化率相互補(bǔ)償，以降低溫度系數(shù)。通過流片驗(yàn)證得該基準(zhǔn)電流源的溫度系數(shù)的溫度系數(shù)為8.1 ppm／℃。該電路已經(jīng)應(yīng)用于12位的sigma-delta ADC中，其在很多模擬及混合系統(tǒng)中都有極其廣泛的應(yīng)用。