新型BiCMOS帶隙基準電路的設計
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1.4 電路啟動(dòng)及簡(jiǎn)并點(diǎn)分析
因為常規電流模帶隙結構引入了新的電流通道，使每支路都有2個(gè)電流通道，因此存在著(zhù)第三種可能的簡(jiǎn)并態(tài)。文獻給出了解決第三簡(jiǎn)并態(tài)的解決辦法，但是其啟動(dòng)電路復雜。本設計實(shí)現電流模結構的同時(shí)沒(méi)有引入額外的電流通路，故只存在2個(gè)簡(jiǎn)并態(tài)：零點(diǎn)態(tài)和工作態(tài)。所以，所需啟動(dòng)電路簡(jiǎn)單，其結構如圖4所示。
圖4中M點(diǎn)與核心電路中AMP1輸出端的M點(diǎn)相連，當AMP1輸出高電平時(shí)，核心電路中各PMOS不能導通。這時(shí)啟動(dòng)電路通過(guò)反相器的作用使M10導通，M10的漏端接核心電路中的a點(diǎn)，從而M10開(kāi)始對a點(diǎn)充電，使電路脫離零電流狀態(tài)。電路導通以后，M點(diǎn)輸出低電平使M10關(guān)斷，啟動(dòng)電路從主電路脫離。
1.5 電路中運算放大器的設計
本設計中考慮放大器的重要性能指標是開(kāi)環(huán)直流增益大、電源抑制比高。運放結構如圖5所示，采用兩級放大結構：第一級是雙端輸入單端輸出的以共源共柵PMOS為負載的折疊共源共柵結構;第二級為共源放大(兩級中間用電容做補償)。這樣的結構提供足夠高的直流增益，同時(shí)共源共柵負載的應用，不僅提高了開(kāi)環(huán)直流增益而且增大了電源抑制比。
2 帶隙基準電路仿真結果
電路采用Xfab O.35μm BiCMOS的工藝模型庫，用Cadence Specte仿真器對電路進(jìn)行仿真模擬。當電源電壓為3.3 V時(shí)，圖6和圖7分別是溫度相關(guān)性和電源抑制比(PSRR)的曲線(xiàn)圖。結果顯示，本帶隙基準輸出O.5 V穩定電壓，在-40～+125℃的溫度范圍內，溫漂為15 ppm，電路表現出良好的溫度特性。同時(shí)，低頻時(shí)基準電壓源的電源抑制比可達-103 dB，在40 kHz以前電源抑制比小于-100 dB。圖8是本電路在不同工作電壓下的輸出電壓，可見(jiàn)電路正常啟動(dòng)電壓為2 V，電路啟動(dòng)后基準電壓的變化小于O.06 mV。
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