新闻中心

EEPW首页 > 电源与新能源 > 设计应用 > 一种高精度带隙基准电压源电路设计

一种高精度带隙基准电压源电路设计

作者:时间:2018-09-14来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201809/389197.htm

对于MP2与MP3和MN1与MN2,由于R3的存在,根据电路图可写出VGS1=VGS2+ID2R3,假设MN2的宽长比是MN1的K倍,则有:

从式(7)可以看出,Iout与电源电压无关。因此MP2、MP3、HSP3、HSP4、HSN1、HSN2、MN1、MN2、R3共同构成了与电源无关偏置电流的产生电路。

双极型晶体管的基极-发射极电压具有负,对于一个双极型晶体管可以写出IC=Isexp(VBE/VT),其中VT=kT/q,设b为固定的比例系数,Eg≈1.12 eV为硅的带隙能量,则有

式(10)给出了在一定温度T下基极-发射极电压的,从中可以看出,它与VBE本身的大小有关。当VBE≈750mV,T=300 K时,

,可以看出VBE具有负的

当两个双极型晶体管工作在不相等的电流密度下时,假设基极-发射极电压分别为VBE1与VBE2,则二者的差值△VBE=VBE1-VBE2与绝对温度成正比。Q1与Q2为采用BCD工艺的pnp三极管,对于Q1、Q2有:

3 电路仿真及结果分析

基于0.5μm高压Bi工艺,1.2 V基准电压的仿真结果如3所示。可以看出.通过给VDD端加上升的电压,电压从0 V上升到18 V,输出端的电压Vref随VDD端电压上升而逐渐升高,当VDD端电压上升到15 V左右时,电路进入工作状态,Vref端输出基准电压,此时,随着VDD的继续增加,Vref不再变化,最后Vref端电压保持在1.215 V。

在做温度系数的仿真时,由于受到启动电路的影响,无法得到正确的温度系数曲线,在仿真时,通过将启动电路断路,使得基准电压随温度变化的曲线得以正常仿真。将电路在-40~85℃范围内进行仿真分析,得到带隙基准电压源的温度系数仿真结果如图4所示,可以看出,室温下带隙基准电压源的基准电压为1.215 0 V,85℃时带隙基准电压为1.216 05 V,可得该带隙基准电路的温度系数为7 ppm/℃。

4 结论

通过对传统的带隙电压基准源进行改进,增加启动电路,采用结构的PTAT电流产生电路,设计了一种高精度、与电源和温度无关的具有稳定电压输出特性的带隙电压源。该设计电路在0.5μm高压Bi工艺下实现,结果表明在-40~85℃范围内该带隙基准电路的温度系数为7 ppm/℃,室温下的带隙基准电压为1.215 V。


上一页 1 2 下一页

推荐阅读

评论

技术专区

关闭