資源描述：
《帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì).pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、電子科技2006年第5期（總第200期）-65×10/℃的帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì)1121宋志強(qiáng)，吳玉廣，李冬林，肖本（1.西安電子科技大學(xué)微電子所，陜西西安710071；2.北京大學(xué)微電子所，北京100871）摘要在傳統(tǒng)一級(jí)溫度補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)電路的基礎(chǔ)上，對(duì)電路進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)二級(jí)溫度補(bǔ)償，該電路可以-6在-40～115℃范圍內(nèi)，達(dá)到平均低于5×10/℃的溫度系數(shù)。整個(gè)電路采用Chartered0.35μmCMOS工藝實(shí)現(xiàn)，使用Hspice仿真器進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果證明此基準(zhǔn)電壓源具有很低的溫度系數(shù)。關(guān)鍵詞帶隙基準(zhǔn)源；CMOS；溫度系數(shù)；PTAT；溫度補(bǔ)償中圖分類號(hào)TN
2、710-6DesignofanA5×10/℃BandgapVoltageReference1121SongZhiqiang,WuYuguang,LiDonglin,XiaoBen(1MicroelectronicsInstitute,XidianUniversity,Xi′an710071,China;2.MicroelectronicsInstituteofUniversity,Beijing100871,China)AbstractThedesignofa2ndordertemperaturecompensationbandgapreferencecircu
3、itbasedontheconventional1stordertemperaturecompensationbandgapreferencecircuitisdescribed.Thiscircuithasanaverage-6temperaturecoefficientoflessthan5×10perdegreeatthetemperaturefrom-40℃to115℃.ThebandgapreferenceisimplementedinastandardChartereddual-gate0.35μmCMOSprocess.Simulationresu
4、ltsusingHspicetoolsshowthatthecircuithasalowtemperaturecoefficient.KeywordsBandgapreference;CMOS;temperaturecoefficient;PTAT;temperaturecompensation1引言度對(duì)輸出電壓的影響。2.1負(fù)溫度系數(shù)電壓的產(chǎn)生在高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器雙極晶體管的基極-發(fā)射極電壓，或者更一般的（DAC）中，一般需要低溫度系數(shù)的電壓基準(zhǔn)源。說(shuō)，pn結(jié)二極管的正向電壓具有負(fù)溫度系數(shù)。從文現(xiàn)在應(yīng)用最多的是帶隙基準(zhǔn)源，傳統(tǒng)采用一級(jí)溫度獻(xiàn)
5、[2]中可以得到V與溫度的關(guān)系式：BE補(bǔ)償?shù)膸痘鶞?zhǔn)源在對(duì)電壓基準(zhǔn)源要求更高（比如TT溫度系數(shù)小于10×10-6/℃）的時(shí)候，不能滿足要求。VTVVVBE()=??BG(BGBE0)??(ηα)lnVT（1）TT00筆者提出的二級(jí)溫度補(bǔ)償?shù)膸痘鶞?zhǔn)電路可以得到在式（1）中η是跟三極管的結(jié)構(gòu)有關(guān)的量，它的值很低溫度系數(shù)的電壓源。大約為4。α是跟流過(guò)三極管的電流有關(guān)的一個(gè)量，當(dāng)PTAT電流流過(guò)三極管時(shí)α為1；當(dāng)與溫度不相關(guān)2帶隙基準(zhǔn)的基本原理的電流流過(guò)三極管時(shí)α為0。T0為參考電壓，VBG為如果將兩個(gè)具有相反溫度系數(shù)的量以適當(dāng)?shù)臋?quán)硅的帶隙電壓。由式（1）可以看出V是
6、一個(gè)具有BE重相加，那么結(jié)果就會(huì)顯示出很小的溫度系數(shù)，甚負(fù)溫度系數(shù)的電壓。至是零溫度系數(shù)。帶隙基準(zhǔn)就是將一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)2.2正溫度系數(shù)電壓的產(chǎn)生的電壓和一個(gè)正溫度系數(shù)的電壓加權(quán)相加來(lái)抵消溫兩個(gè)三極管工作在不同的電流密度下，它們的基極-發(fā)射極電壓的差值與絕對(duì)溫度成正比。如圖1所收稿日期：2005-09-15示，如果兩個(gè)同樣的三極管（IS1=IS2），偏置的集電極作者簡(jiǎn)介：宋志強(qiáng)（1979—），男，碩士研究生。研究方向：模擬集成電路設(shè)計(jì)。電流分別為nI0和I0并忽略它們的基極電流，那么：41-65×10/℃的帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì)Δ=?=VVVBEBE1BE2基準(zhǔn)電壓的
7、大小，而不影響輸出電壓的溫度特性和nI0IoKnln（2）電源電壓抑制特性。VVln?=lnTTTIIqSS124二級(jí)溫度補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)源VDD在對(duì)基準(zhǔn)電壓的溫度特性要求高的情況下，圖nI0I02所示的電路并不能滿足要求。進(jìn)一步分析式（1），得到要想減小基準(zhǔn)電壓的溫度系數(shù)，必須消除式（1）VBE中第3項(xiàng)的影響。QVDDQ12M1M2M9M3M4M10圖1正溫度系數(shù)電壓產(chǎn)生電路R6R7ΔVBE表現(xiàn)出正溫度系數(shù)，而且此溫度系數(shù)是與I1+I2溫度無(wú)關(guān)的常量。GNDM5M6GNDVBG13一級(jí)溫度補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)源GNDM7M8GND將正、負(fù)溫度系數(shù)的電壓加權(quán)相加，就可以得X
8、Q2到一個(gè)近似與溫度無(wú)關(guān)
