一种高精度低电源电压带隙基准源的设计
加入技术交流群
3 低压带隙基准电路的设计
3．1 运算放大器
采用二级运放，第一级提供高增益，第二级提供大的摆幅。如图3所示。由于运算放大器的输入电压较低，约在250 mV，因此第一级运放采用PMOS管作为差分输入。负载采用二极管连接器件，为提高对电源电压的抑制，采用和电源无关的偏置电路。第二级运放采用简单的共源级结构，以提供最大的输出摆幅，采用电流镜作为有源负载以实现单端输出。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/179656.htm
运算放大器的最低工作电压为
PMOS管的阈值电压在约为0．5 V，运算放大器的输入在0．2～0．3 V，预留0．1 V的PMOS管过驱动电压，可初步推算出运放的最低电源电压在1 V左右。
3．2 偏置电路
为提高带隙基准电路对电源电压变化的抑制，偏置电路采用和电源无关的偏置。图4为设计的偏置电路。将RS接在M9的上，而不是按传统的接法，接在M9的源极和地之间，这样在一定程度上减小了M9的体效应。另外，还消除RS的分压对M9的影响，使电路可以在更低的电源电压下工作。不过，RS的阻值要仔细在模拟后确定，保证M9工作在饱和区。
可计算出，基准电流(RS的电流)为
其中，M9管的宽长比为M8管的K倍，M7和M6的宽长比相等。
图4所示的电路存在两个平衡点，即零点和正常工作点，需要启动电路如图4左边所示。假设偏置电路处于关断状态，那么M6～M9全部关断，x点为高电平，M1关断，M4关断。故M2虽然栅极接地，但是漏电流很小，M2的漏源极电压差很小，故y点的电压足够高，使M5开启，x点的电压逐渐降低，电路启动。然后，M1导通，继而M3和M4导通，y点的电压逐渐降低，最终使M5关断。
评论