一種高精度低電源電壓帶隙基準源的設計
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3 低壓帶隙基準電路的設計
3．1 運算放大器
采用二級運放，第一級提供高增益，第二級提供大的擺幅。如圖3所示。由于運算放大器的輸入電壓較低，約在250 mV，因此第一級運放采用PMOS管作為差分輸入。負載采用二極管連接器件，為提高對電源電壓的抑制，采用和電源無(wú)關(guān)的偏置電路。第二級運放采用簡(jiǎn)單的共源級結構，以提供最大的輸出擺幅，采用電流鏡作為有源負載以實(shí)現單端輸出。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/179656.htm
運算放大器的最低工作電壓為
PMOS管的閾值電壓在約為0．5 V，運算放大器的輸入在0．2～0．3 V，預留0．1 V的PMOS管過(guò)驅動(dòng)電壓，可初步推算出運放的最低電源電壓在1 V左右。
3．2 偏置電路
為提高帶隙基準電路對電源電壓變化的抑制，偏置電路采用和電源無(wú)關(guān)的偏置。圖4為設計的偏置電路。將RS接在M9的上，而不是按傳統的接法，接在M9的源極和地之間，這樣在一定程度上減小了M9的體效應。另外，還消除RS的分壓對M9的影響，使電路可以在更低的電源電壓下工作。不過(guò)，RS的阻值要仔細在模擬后確定，保證M9工作在飽和區。
可計算出，基準電流(RS的電流)為
其中，M9管的寬長(cháng)比為M8管的K倍，M7和M6的寬長(cháng)比相等。
圖4所示的電路存在兩個(gè)平衡點(diǎn)，即零點(diǎn)和正常工作點(diǎn)，需要啟動(dòng)電路如圖4左邊所示。假設偏置電路處于關(guān)斷狀態(tài)，那么M6～M9全部關(guān)斷，x點(diǎn)為高電平，M1關(guān)斷，M4關(guān)斷。故M2雖然柵極接地，但是漏電流很小，M2的漏源極電壓差很小，故y點(diǎn)的電壓足夠高，使M5開(kāi)啟，x點(diǎn)的電壓逐漸降低，電路啟動(dòng)。然后，M1導通，繼而M3和M4導通，y點(diǎn)的電壓逐漸降低，最終使M5關(guān)斷。
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