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带隙电压基准的设计
摘要
基准电压源是模拟电路设计中广泛采用的一个关键的基本模块。所谓基准电压源就是能提供高稳定度基准量的电源，这种基准源与电源、工艺参数和温度的关系很小，但是它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个电路11
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Brokaw带隙基准源15
3基准电压源电路设计17
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MOS管阈值电压的提取18
MOS管的跨导参数19
MOS管的沟道长度调制沁系数21
运算放大器结构及指标
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Vbe结的温度系数及结电压的计算30
△Vbe的腿系数计算31
4电路仿真33
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5结论36
致谢37
参考文献38
附录A：39
附录B：45
附录C：54
0前言
基准电压源(RefeienceVoltage)是指在模拟电路或混合信号电路中用作电压基准的具有相对较高精度和稳定度的参考电压源。它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个电路系统的精度和性能。模拟电路使用基准源，或者是为了得到与电源无关的偏置，或是为了得到与温度无关的偏置，其性能好坏直接影响电路的性能稳定，可见基准源是子电路不可或缺的一部分，因此也可以说性能优良的基准源是一切电子系统设计最基本和最关键的要求之一。
随着电路系统结构的进一步复杂化，对模拟电路基本模块，如A/D、D/A转换器、滤波器以及锁相环等电路提出了更高的精度和速度要求，这样也就意味着系统对其中基准电压源模块提出了更高的要求。另外，基准电压源是电压稳压器中的一个关键电路单元，它也是DC-DC转换器中不可缺少的组成部分；在各种要求较高精确度的电压表、欧姆表、电流表等仪器中都需要电压基准源〔氏
近年來，国内外对CMOS工艺实现的电压基准源作了大量的研究，发表了大量的学术论文，其中的技术发展主要表现在如下儿个方面。
低电压工作的基准电压源
SOC(SignalOperationControl)的主流工艺是CMOS工艺,目前，5V(】m)、(】m)、()、(】m)、(】m)、()等电源电压己经得到广泛的使用。随着手提设备对低电源需求的不断增加，设计低压工作的电压基准源成为当前基准源研究的热点。，所以，，许多文献〔2］。采用这些电路结构后主要的工作电压限制通常来自于运放的工作电压，不同运放的电路结构和MOS管衬底效应造成的高阈值电压是限制工作电压的主要因素。
低温度系数的基准电压源
低温度系数的基准电压源对于要求精度高的应用场合比较关键，比如说对于高精度的AQ、D./A结构，高精度的电流源、电压源等。对于普通的一阶温度补偿的带隙结构的温度系数一般在20ppnV°C〜50ppm/°C,因此，设计低温度系数的基准电压源一般必须进行高阶温度补偿。目前出现的高阶补偿技术包括匕云环路曲率补偿法，0非线性曲率补偿法，基于电阻比值的温度系数的曲线补偿方法。
高电源抑制比的基准电压源
在数模混合集成电路中，电路中可能存在高频噪声和数字电路产生的噪声对模拟电路产生信号干扰的现象。在混合电路中，电压基准源应该在较宽的范围内具有良好的电源抑制比性能，有些设计中使用运放结构的带隙基准技术，在直流频率时的
PSRR（Powei-SupplyRejectionRatio,电源抑制比）可达-llOdB,在1MHz的PSRR达-70dB;而使用无运放负反馈结构的带隙基准，在lKHz的PSRR为-95dB,在1MHz的PSRR为-40dB«
低功耗的基准电压源
低功耗设计对于依靠
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