一種低電壓帶隙基準電壓源的設計
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時(shí)間：2009-12-04
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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基準電壓是數?；旌想娐?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/設計">設計中一個(gè)不可缺少的參數，而帶隙基準電壓源又是產(chǎn)生這個(gè)電壓的最廣泛的解決方案。在大量手持設備應用的今天，低功耗的設計已成為現今電路設計的一大趨勢。隨著(zhù)CMOS工藝尺寸的下降，數字電路的功耗和面積會(huì )顯著(zhù)下降，但電源電壓的下降對模擬電路的設計提出新的挑戰。傳統的帶隙基準電壓源結構不再適應電源電壓的要求，所以，新的低電壓設計方案應運而生。本文采用一種低電壓帶隙基準結構。在TSMC0．13μmCMOS工藝條件下完成，包括核心電路、運算放大器、偏置及啟動(dòng)電路的設計，并用Cadence Spectre對電路進(jìn)行了仿真驗證。
1 傳統帶隙基準電壓源的工作原理
傳統帶隙基準電壓源的工作原理是利用兩個(gè)溫度系數相抵消來(lái)產(chǎn)生一個(gè)零溫度系數的直流電壓。圖1所示是傳統的帶隙基準電壓源的核心部分的結構。其中雙極型晶體管Q2的面積是Q1的n倍。
假設運算放大器的增益足夠高，在忽略電路失調的情況下，其輸入端的電平近似相等，則有：
VBE1=VBE2+IR1 (1)
其中，VBE具有負溫度系數，VT具有正溫度系數，這樣，通過(guò)調節n和R2/R1，就可以使Vref得到一個(gè)零溫度系數的值。一般在室溫下，有：
但在0．13μm的CMOS工藝下，低電壓MOS管的供電電壓在1．2 V左右，因此，傳統的帶隙基準電壓源結構已不再適用。
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