一種低溫漂低功耗的帶隙基準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)

圖5是在3．3 V的電源電壓下，一40～+85℃的工作溫度范圍內(nèi)帶隙基準(zhǔn)的溫度特性曲線；表1是將電源電壓的設(shè)定范圍為2～4 V，對(duì)帶隙基準(zhǔn)電路的輸出電壓進(jìn)行測(cè)試，得到的電源電壓特性。

圖5 3．3 V電源電壓下，溫度為一40～+85℃時(shí)的輸出電壓與工作溫度曲線圖5表示的是基準(zhǔn)電壓源的溫度特性曲線，測(cè)試結(jié)果表明此電壓源在工作溫度范圍內(nèi)，溫度系數(shù)為2．563 ppm／℃。
表1是電源電壓特性分布，在室溫下，電源電壓在2～4 V間變化時(shí)的輸出電壓，由表1可知，此電壓源在電源電壓為2 V時(shí)就可以正常工作?；鶞?zhǔn)電壓源在2～4 V間的輸出差值為413．9μV，即電源調(diào)整率為206．95 ppm。
蒙特卡羅分析是用于衡量器件特性值對(duì)電路性能影響的一種測(cè)試分析方法。在每個(gè)蒙特卡羅分析中，器件的特征值被當(dāng)作潛在影響測(cè)試結(jié)果的因素并進(jìn)行分類，由于測(cè)試是隨機(jī)選取樣本，各個(gè)特征值也將是隨機(jī)。在一個(gè)完整的測(cè)試結(jié)束后，可以得到1個(gè)或多個(gè)結(jié)果。每一項(xiàng)性質(zhì)將得到一系列可被統(tǒng)計(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。對(duì)帶隙基準(zhǔn)而言，主要特征值包括制造中的摻雜濃度的分布，內(nèi)部電源電壓值的偏差和外界的溫度變化。
分析測(cè)試結(jié)果的方法是將它們歸納在不同范圍中，每個(gè)范圍表示在所有結(jié)果中占有的比例。將這些范圍用柱狀圖表示出來，每部分柱狀圖都由其高度表示在總體中占有的數(shù)量。
圖6是在室溫下選取80個(gè)芯片并對(duì)其帶隙基準(zhǔn)電路輸出電壓測(cè)試。由圖可以看出，輸出電壓有95％以上都分布在設(shè)計(jì)的輸出電壓周圍，在實(shí)際應(yīng)用中不需要trim就可以得到合適的輸出電壓。

4 結(jié) 語
這里設(shè)計(jì)了一種具有低溫漂低功耗且不需要trim的基準(zhǔn)電壓源，利用低壓共源共柵電流鏡來減小輸出電壓對(duì)電源電壓的依賴。測(cè)試結(jié)果表示：電路在2 V電源電壓下就可以正常工作，輸出基準(zhǔn)電壓為1．326 65 V；在-40～+85℃之間的溫度系數(shù)為2．563 ppm／0C；電路在3．3 V電源電壓下，功耗僅為2．81 μW，可以廣泛應(yīng)用在移動(dòng)電子設(shè)備中。