高精度CMOS带隙基准源电路的设计.pdf

中国集成电路 C h in a ln te g r a te d C ir c u lt 与 核 h t t p w w w c i c ma g c o m 2 0 0 5 1 总第 8期 h t t p w w w c i c ma g c o m 1引言 许多模拟或数字电路中都需要温度性能良好的 电压源 这就要求电压源对于温度变化不敏感 即电 压源的输出随温度变化很小甚至不变 6 5 5 由于 5A为尺寸相同的管子 则有 8 9 B 6 5 高精度 C MOS带隙基准源电路的设计 摘要 在模拟或数字电路设计中 高温度稳定性的电压源电路是一种应用广泛的重要模块 将上式中的 7 写成与温度有关的函数 7 A 3 B 其中 FFG 将以上数值代入式子 D 得 6 1 6 E8 HG F 因此 由 F 式可知 2 式中第二项的温度系数 为 E8 HG 则在 2 式中第一项选取适当的 和 的值 使得 2 式 6 I J 6 F 欲使 6 I J 6 F 应该 使 5 式中 H BE2 根据以上的分析 有下式成立 0 E B 的结果和硅的禁带宽度与4的比值 AH4 E 很接近 所以这种电路结构称作带隙基准源 但是图 电路结构具有两方面的局限性 首先 因为 电位会直接输入到运放 如此低 的输入电压将很难满足处于运放的共模输入范围的 条件 甚至不能使运放输入对管导通 所以在实际设 计中 我们将图 的电路结构修改成图 的形式 这 种电路结构中 两对晶体管分别级联 级联的晶体管 参数分别相等 0和 的电压比图 的电路结构中 0和 的电压上升了一个 1 使得输入电压达到 运放的共模输入范围内 而且这种电路结构能够减 小输入偏移电压对电路的影响 另一个原因是运算放大器的不对称性 运放会 图2改进的带隙基准源电路 电压增益的应用要求 接近理论值的 5 1 变化时 输出电 压变化率为 F E 参考文献 1 P h i l l i pE A l l e n D o u g l a sR H o l b e r g C M O SA n a l o gC i r c u i tD e s i g n 2 n dE d i t i o n P u b l i s h i n g H o u s e o f E l e c t r o n i c s I n d u s t r y 2 0 0 2 1 5 7 2 6 9 2 B e h z a dR a z a v i 模拟C M O S集成电路设计 西安 交通大学出版社 2 0 0 3年2月 3 1 7 3 1 8 3 K aN a n gL e u n g M e m b e r I E E E P h i l i pK T M o k S e n i o rM e m b e r I E E E a n dC h iY a t L e u n g S t u d e n tM e m b e r I E E E A2 V2 3 u A 5 3 p p m C u r v a t u r e C o m p e n s a t e dC M O S B a n d g a p V o l t a g e R e f e r e n c e I E E E J S o l i d S t a t eC i r c u i t s v o l 3 8 N O 3 M A R C H 2 0 0 3 5 6 1 5 6 4 4 孙顺根 吴晓波 王旃 冀学美 严晓浪 一种高 精度C M O S能隙基准电压源 微电子学 2 0 0 3 3 3 2 1 5 7 1 5 9 作者简介 陈育林 硕士研究生 主要从事模拟集成电路设 计研究 表1 O pA m p电路中各M O