一种彩色LED显示屏16位恒流驱动芯片设计

　　2 电路设计与仿真

　　2.1 带隙基准模块

　　在带隙基准模块中，由于实际情况下运算放大器不完全对称，因此存在失调电压和低频噪声；同时，晶体管失配引起的随机误差对基准源的精度影响也较大。因此，针对带隙基准模块的温度稳定性、抗噪性能和精度，本文设计了如图2所示的带隙基准模块结构，由启动与偏置电路、带隙基准电压源主体电路、振荡器、RC低通滤波器和电流镜等电路组成。启动电路在模块刚上电时，帮助电路离开零点；偏置电路主要为振荡器和运算放大器提供适当的稳定偏置。这里，采用与电源无关的偏置技术设计启动和偏置电路，以提高电源抑制比及电压调整率，改善带隙基准模块的精度。带隙基准电压源主体电路由运算放大器、斩波调制电路和解调电路组成，需要指出，本文通过采用斩波调制技术，消除了运放的输入失调电压，并有效地抑制了器件噪声。振荡器产生互补方波信号，用于斩波调制与解调电路中MOS开关管的通断控制，这里采用由反相器构成的环形振荡器，并通过反相器对方波进行整形，保证了信号的输出质量，同时减少了芯片面积。运算放大器输出端连接RC低通滤波器，以进一步消除噪声影响。电流镜为其他电路模块提供偏置电流，采用由带隙基准电压源输出电压直接偏置MOS管电流源方法，提高了温度稳定性，并减小了传输偏置电压的走线受干扰程度。

图2 带隙基准模块的电路结构图

　　采用Hspice仿真器对上述设计的带隙基准模块从－40 ℃~80 ℃进行温度扫描。结果表明，当电源电压VDD=5.0 V，在5种不同工艺角变化时，基准电压随温度变化的最大偏移为2.2 mV，温度系数达到14.7 PPM/℃。