资源描述：
《cmos带隙基准电压源中的曲率校正方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、《现代电子技术》2006年第5期总第220期þ电子技术应用üCMOS带隙基准电压源中的曲率校正方法史侃俊,许维胜,余有灵(同济大学上海200092)摘要:基准电压源是集成电路系统中一个非常重要的构成单元。结合近年来的设计经验,首先给出了带隙基准源曲率产生的主要原因,而后介绍了在高性能CMOS带隙基准电压源中所广泛采用的几种曲率校正方法。给出并分析了一些近年来采用曲率校正方法的CMOS带隙基准电压源核心电路以及他们的设计原理、理论推导、参考电路和特点。最后,对于所讨论的基准源电路进行了性能比较和优缺点分析。关键词:CMOS;带隙基准源;曲率校正;集成电路中图分
2、类号:TN432文献标识码:B文章编号:1004373X(2006)0511304DesignConsiderationsofRecentCurvatureCorrectedCMOSBandgapReferenceSHIKanjun,XUWeisheng,YUYouling(TongjiUniversity,Shanghai,200092,China)Abstract:VoltagereferenceisoneofthemostimportantICcells.Themainreasonthatproducesthecurvatureisintroduced
3、andthedesignconsiderationsofrecentcurvaturecorrectedCMOSbandgapreferencesarediscussedinthispaper.SomerencentlyreportedcorecircuitsofCMOSbandgapreferenceswithcurvaturecorrectionareincludedandanalyzed,withregardtothedesignprinciples,theoreticalderivation,referencecircuitsandfeatures.
4、Moreover,acomparisonismadeonperformancesofmentionedcircuits.Keywords:CMOS;bandgapreference;curvaturecorrection;integratedcircuit介绍传统带隙基准源的固有曲率的产生原因,然后就上述1引言的几种曲率校正方法做一分析。基准电压源是所有集成电路系统中的重要模块。在2传统带隙电压基准源中的曲率诸如A/D,D/A转换器、锁相环、电压预调整器等电路中,基准电压源的特性(如基准电压值VREF、温度系数TC、温在CMOS工艺下,广泛采用垂直寄生晶体管
5、来实现度范围TR、功耗等)直接决定着这些电路的性能。至今为如图1的电路。止,人们提出了许多技术用以制造出一个与电源、温度无关的基准源。其中,带隙基准源被认为是性能最佳也是应用最为普遍的基准源。但是,在带隙基准源中,VREFT(基准电压值温度)曲线的曲率是有限的,即带隙电压的温度系数TC在某一温度下为零,在其他温度下为正值或负值。这曲率主要是由于基极发射极电压、集电极电流和失调电压(如果电路[1]中含有运放)随温度改变而引起的。另外,在普通的CMOS工艺下,由于采用标准CMOS工艺的晶体管具有一些特殊性质、CMOS运放具有高失调和高温漂、以及带图1一个简单的带
6、隙基准源电路隙电路含有固有曲率等问题,都使得传统的带隙基准源电由于M3和M4的钳位作用使得VA=VB,从而令Q0,[2]路的精度变差。Q1以及R1组成的电路产生正比于温度(PTAT)的电流,因此,要获得高性能的带隙电压基准源,就必须使用而由M1,M2,M5形成的电流镜使得各支路电路电流都成各种曲率校正方法来抑制VREF的变化。近年来,许多曲率为PTAT电流。可以得到:校正方法被提出并且被证明为行之有效的,例如文献[2]R2VREF=VEB3+Vtln(N)(1)中提出的二阶温度补偿、文献[3]中提出的指数温度补偿、R1文献[4]中提出的VBE线性化方法、文献
7、[5]中利用不同材所得到的电压在硅的带隙电压11205V左右。由于BE结料电阻的相异温度特性进行曲率校正的方法等。本文将电压VEB具有负温度系数,热电压Vt具有正温度系数,因此只要合理地选择R2/R1和N,就可以得到温度系数较低收稿日期:20050908的基准电压。113©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net工控技术史侃俊等:CMOS带隙基准电压源中的曲率校正方法然而,不考虑其他的误差因素(诸如运放失调、晶体管R
8、3R2R2=VEB1+VtlnN+VtlnT(8)的
