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1、一种高性能BiCMOS带隙基准电压源设计本文由bulletzzy贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。66?仪表技术 2009年第3期一种高性能BiCMOS带隙基准电压源设计汪西川,杭贵周(1.上海大学机电工程与自动化学院,上海200072;2.上海大学微电子研究与开发中心,上海200072)摘要:文章在对带隙基准基本原理与电路结构分析基础上,介绍了一种高精度、低功耗、高电源抑制比的BiCMOS带隙基准电μ5V压源电路。该电路的实现是基于0.6m、的BiCMOS工艺。仿真结果表明,该基准电路稳
2、定工作电源电压范围为1.9V～6.4V,在低频下的电源抑制比可达到-88dB,温度变化范围从-25℃150℃,温度系数为9.73×-6,输出电压误差为1.72mV。至时10关键词:带隙基准;BiCMOS;电源抑制比中图分类号:TN432 文献标识码:B 文章编号:1006-2394(2009)03-0066-031,21DesignofaBiCMOSBandgapReferenceVoltageSourcewithHighPerformance(1.CollegeofMechatronicandAutomation,
3、ShanghaiUniv,Shanghai200072,China;.2.Micro2electronicR&DCenter,ShanghaiUniv,Shanghai200072,China).Abstract:Basedontheanalysisofbasistheoryandstructureofbandgapreferencecircuit,apreciseBiCMOSbandgapvoltagereferencewithlowpowerwasteandhighpowersupplyrejectionratio(PSRR)ispropo
4、sedinthispaper.μThecircuitisrealizedwiththe0.6m5VCMOSprocessThesiulationresultsshowthatthecircuitcanworkwiththe.msourcevoltagerangedfrom1.9Vto6.4VandhasagoodPSRRof-88dBatlowfrequencyThetemperaturecoefficient.islowto9.73ppmandtheoutputvoltagevariationis1.72mVoverthetemperatur
5、erangefrom-25℃to150℃.Keywords:bandgapreference;BiCMOS;PSRR1 原理与电路结构1.1 基本原理与电路结构双极晶体管的基极-发射极电压(VBE)具有负温度系数,而如果两个双极晶体管工作在不相等的电流密度下,那它们的基极-发射极电压的差值(ΔVBE)就与绝对温度成正比。利用ΔVBE的正温度系数与VBE的负温度系数相互抵消,即可以实现低温漂、高精度的基准电压。如图1所示,双极型晶体管提供发射极偏压VBE;由两个晶体管之间的ΔVBE产生VT,通过电阻网络将图1 带隙基准原理图收稿日期:2008-1
6、0 作者简介:汪西川(1958—),男,副教授,研究方向为开关电源等模拟集成电路的研究与设计。?1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.WANGXi2chuan1,2,HANGGui2zhou1VT放大K倍;最后将两个电压相加,即VREF=VBE+KVT,适当选择放大倍数K,使两个电压的温度漂移相互抵消,从而可以得到在某一温度下为零温度系数的电压基准。传统带隙基准源的基本结构如图2所示。Q1是一个晶体管单元,Q2是由n个并列的晶体管单元组
7、成。放大器A1以VX和VY为输入,驱动R1和R2(R1=R2)的上端,使得X点和Y点稳定在近似相等的电压。基准电压可以在放大器的输出端得到。由于VBE1图2 带隙基准源的基本结构http://www.cnki.net2009年第3期-VBE2=VTlnn,故流过右边支路的电流为表技术仪VTlnnR367?,进而得知输出电压为:Vout=VBE2+VTlnnR3(R2+R3)=VBE2+(VTlnn)1+R2R3R2R3启,在2.15V时会自动关闭。M15经过一个开启和关断的过程,保证电流源能够开启,然后在电路稳定工作时一直保持开启状态,但功耗极
8、低,为nW级。1.3 启动电路在与电源无关的偏置电路中有一个很重要的问题是“简并”偏置点的存在,即电路存在两个稳定工作状态,其中一个是正常工作状态,另
