一種曲率補償的高精度帶隙基準源設計

呂江萍，胡巧云

（中國兵器工業第214研究所，江蘇蘇州215163）

電路設計

一種曲率補償的高精度帶隙基準源設計

呂江萍，胡巧云

（中國兵器工業第214研究所，江蘇蘇州215163）

基于CSMC 0.5 μm CMOS工藝，設計了一種帶曲率補償的低溫漂帶隙基準源。采用折疊式共源共柵放大器反饋結構帶隙基準源，利用晶體管的VBE與IC的溫度特性產生T1nT補償量，對傳統的帶隙基準進行曲率補償。仿真結果表明，在5 V供電電壓下，-40～125℃溫度范圍內，基準電壓的波動范圍為1.2715～1.2720 V，溫漂為3.0×10-6/℃，低頻時電路電源抑制比為-86 dB。

曲率補償；帶隙基準；折疊式共源共柵

1　引言

在高性能模擬、數字和電源管理系統中，如A/D、D/A轉換器、濾波器、鎖相環電路以及LDO等中，電路系統的正常工作離不開獨立于溫度和電源的穩定基準電壓。對模擬電路系統而言，基準電壓源的性能直接影響到整個系統的精度和性能，基準的任何偏差和噪聲都會嚴重影響其他電路的線性度和精度［1］。帶隙基準源能夠提供低溫度系數和高電源抑制比（PSRR），是目前各種基準源結構中運用最廣泛的拓撲結構。由于一階補償的帶隙基準源在-40～125℃溫度范圍內的溫度系數為（30～80）×10-6/℃，為了得到性能更好的帶隙基準源，必須進行高階補償。因此，為滿足系統對高精度基準源的需求，開展曲率補償的高精度帶隙基準源研究十分必要。

帶隙基準電路是基于將兩個具有大小相等、方向相反溫度系數的電壓相加，而得到與溫度無關的電壓的原理［2］。其基本原理如圖1所示，負溫度系數電壓由襯底三極管的基極-發射極電壓VBE實現，其溫度系數為-2 mV/℃。……