具有溫度系數(shù)補償與高環(huán)路交越頻率的帶隙基準電路.pdf

1、隨著便攜式應(yīng)用的不斷深入，便攜式電子設(shè)備的體積越來越小。開關(guān)電源作為便攜式電子產(chǎn)品的主要供電模塊，其所占用空間也必須越來越小。為了在有效的縮小開關(guān)電源體積的同時維持其帶載能力的不變，我們需要提高開關(guān)電源的工作頻率，這就對其內(nèi)部集成的基準電壓模塊的高頻電源抑制比(PSRR)性能提出了更高的要求。 除了電源抑制比之外，輸出電壓的溫度穩(wěn)定性也是基準電壓源一個重要的性能指標。當前很多實現(xiàn)了二階溫度曲率補償?shù)膸痘鶞式Y(jié)構(gòu)非常復雜，這會引入

2、較大的器件失配引起的輸出失調(diào)電壓。這個失調(diào)電壓會使得基準的輸出電壓偏離原始設(shè)計的中心值，從而使得基準輸出電壓的溫度系數(shù)達不到設(shè)計目標，甚至是比沒有補償時更差。 針對以上兩個問題，本文在分析對比了兩種結(jié)構(gòu)的帶隙基準之后，結(jié)合它們的各自優(yōu)點，確定了所設(shè)計的帶隙基準的主體結(jié)構(gòu)。同時本文從器件選型和電路結(jié)構(gòu)優(yōu)化這兩個方面入手，提出以下三個改進方法：第一、采用負溫度系數(shù)的電阻，進行二階溫度曲率補償。第二、在Brokaw帶隙基準結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上

3、增加了一個電阻和NPN三極管，用于在高溫時對基準輸出電壓的溫度系數(shù)進行直接的調(diào)整。第三、在對Brokaw結(jié)構(gòu)進行深入小信號分析的基礎(chǔ)上，提出了一種新的在Brokaw結(jié)構(gòu)中引入零點的方法。通過零點的引入，有效地提高了帶隙基準環(huán)路的交越頻率，從而優(yōu)化了帶隙基準的高頻PSRR性能。以上的各個改進都通過仿真驗證了其有效性。 在進行了上面的分析設(shè)計之后，作者利用Hspice軟件對新設(shè)計的帶隙基準電路進行了整體仿真。從仿真結(jié)果可以看出，新設(shè)