高精度無電阻帶隙基準(zhǔn)電壓源的分析與設(shè)計(jì).pdf

1、帶隙基準(zhǔn)(BGR—bandgap reference)電源是一種對于工作溫度不敏感的精準(zhǔn)參考電源。將具有負(fù)溫度系數(shù)的三極管基-射極電壓VBE與具有正溫度系數(shù)的熱電壓VT以適當(dāng)權(quán)重疊加，就能得到零溫度系數(shù)的電壓輸出。傳統(tǒng)帶隙基準(zhǔn)電路中，通過調(diào)整電阻的比例產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臋?quán)重系數(shù)。在標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝中，電阻模型的精確度不高，需通過激光調(diào)修保證精度，同時(shí)電阻占用面積很大，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高，效率低。而利用反函數(shù)技術(shù)的無電阻帶隙基準(zhǔn)電源可以利用MOS管

2、面積比產(chǎn)生不隨工藝與溫度變化的系數(shù)，進(jìn)行溫度系數(shù)的調(diào)整。該技術(shù)能很好的適應(yīng)數(shù)字電路工藝，簡化生產(chǎn)工藝，在SOC應(yīng)用中有很大的優(yōu)勢。
　　無電阻帶隙基準(zhǔn)技術(shù)是一種較為新型的基準(zhǔn)技術(shù)，在精度方面仍然有待提高，對基準(zhǔn)進(jìn)行高階溫度補(bǔ)償是目前研究的一個(gè)重點(diǎn)。由于沒有電阻的使用，傳統(tǒng)帶隙基準(zhǔn)電源的高階補(bǔ)償方案往往不直接適用于無電阻帶隙基準(zhǔn)。因此本文基于傳統(tǒng)VBE線性化補(bǔ)償方法，提出一種帶高階溫度補(bǔ)償電路的高精度無電阻帶隙基準(zhǔn)電壓源。論文首先介

3、紹了傳統(tǒng)及無電阻帶隙基準(zhǔn)電源的原理，并對其高階溫度誤差及其補(bǔ)償進(jìn)行了詳細(xì)的分析;通過采用共源共柵電流鏡，并在源極耦合差分對中引入額外的一對電流鏡，鉗制了反函數(shù)電路中電流鏡比例系數(shù)的漂移并提高了電路的電源抑制能力;設(shè)計(jì)了一個(gè)能提供正溫度系數(shù)以及零溫度系數(shù)偏置電路的自偏置電路，為電路提供穩(wěn)定的工作電流;利用反函數(shù)電壓轉(zhuǎn)換器及兩種不同溫度系數(shù)的偏置電流，實(shí)現(xiàn)對VBE中溫度高階項(xiàng)的分離與消除，最終得到了高性能、低溫度系數(shù)的帶隙基準(zhǔn)電壓輸出。