低电压供电时的带隙基准电压源电路的设计方法

这样，适当选择R2/R1、R2/R3以及n的值，即可得到低电源电压下的基准电平。

基于版图的设计考虑，可选择n为8，这样可以更好地实现三极管的匹配，减小误差。该电流源使用共源共删结构，从而可以提高电流拷贝的精度以及减小电源电压对Vref的影响，并在一定程度上有利于PSRR。

虽然CMOS工艺中的电阻绝对值会有偏差，但这里用到的是电阻的比值，所以要尽可能的做到比值的准确。具体方法是把R1、R2、R3都用单位电阻并联串联来表示。版图设计时，应尽量把这些电阻放在一起，并在周围加上dummy，以最大限度地减小工艺偏差对电阻比值的影响。

2．2 启动电路

电路开启前，可将Pup置为0，开关M1关断，反相器输入端为高电平，开关M2不开；当信号Pup置为1时，开关M1打开，反相器输入端电压被拉低，使开关M2开启，P点电压被拉低，带隙基准电路部分开始工作，M3随之开启；此后由于M3开始工作，电阻Rstup上流过的电流把反相器输入端电位抬高，超过反相器反向电压时。输出为低电位，开关M2关闭，启动电路结束工作。M3与Rstup的选取是启动电路值得注意的地方，M3镜像而来的电流与Rstup的阻值乘积得到的电压值必须在P点电压稳定前足以使反相器输出低电压，并使开关M2关断。

3 仿真分析

图3为基准电压幅度随温度变化的曲线，可以看到，从-30～100℃，Vref基本在3 mV以内波动，误差范围在5％以内。

图4所示是本设计的PSRR仿真结果。从图4可以看出，在低频时，其PSRR约为-81 dB。

图5是本设计的电源电压扫描仿真结果。由图可见，其电源电压在1～1．8 V之间，基准电路都能很稳定的输出约600 mV的电压基准值。

4 结束语

本文给出了一个低电压供电时的带隙基准电压源电路的设计方法。该电路通过对传统带隙基准电路的改进，使输出基准电压在600 mV仍然能满足零温度系数。本设计基于TSMC 0．13 μmC-MOS工艺。通过仿真，结果显示：该电路在-30～100℃范围内的温度系数为12×10-6℃，低频下的PSRR约为-81 dB。在供电为1～1．8 V范围内，电路能够工作正常，输出电压约600 mV。