一種帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計與修調(diào)方法研究

徐萬利，范 超，趙 豪，辛?xí)詫?/p>

（沈陽工業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 沈陽110870）

一種帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計與修調(diào)方法研究

徐萬利，范 超，趙 豪，辛?xí)詫?/p>

（沈陽工業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 沈陽110870）

傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)一般溫度系數(shù)在20～100 ppm/°C，無法滿足高精度的要求。本設(shè)計利用Cadence，Hspice等工具，對傳統(tǒng)基準(zhǔn)源電路進行改進，最終采用了放大器反饋方式的Brokaw結(jié)構(gòu)，通過修調(diào)電路修調(diào)之后可以獲得溫度系數(shù)在4.5 ppm/°C以下，在工業(yè)級溫度范圍內(nèi)誤差小于±0.1%的2.5 V高精度帶隙基準(zhǔn)電壓源。利用上海華虹NEC的BCD180工藝在Cadence下通過了仿真驗證。并且研究了能夠滿足批量生產(chǎn)要求的基準(zhǔn)源溫度特性的修調(diào)方法。利用控制變量法分析影響基準(zhǔn)源溫度特性及精度的參數(shù)，找出了基本修調(diào)規(guī)律。

帶隙基準(zhǔn)源；溫度特性；高精度；修調(diào)

在模擬電路中，產(chǎn)生基準(zhǔn)源的目的是建立一個與電源和工藝無關(guān)，具有確定溫度特性的直流電壓，最理想的情況是與溫度無關(guān)，也就是是電路的溫漂為零[1]。

其中帶隙基準(zhǔn)電壓源應(yīng)用最為廣泛，因為帶隙基準(zhǔn)的工藝條件很寬，精度高，而且輸出電壓受溫度和電源電壓影響小。因為其基準(zhǔn)電壓與硅的帶隙電壓相差不多，因此被稱為帶隙基準(zhǔn)，實際上利用的并不是帶隙電壓[2]。

1 傳統(tǒng)Brokaw電路

傳統(tǒng)的Brokaw帶隙基準(zhǔn)源把具有負溫度系數(shù)的晶體管偏置電壓VBE，與絕對溫度成正比例的電壓VT，通過適當(dāng)權(quán)加求和，達到溫度補償?shù)哪康腫3]。

如圖1所示，電源通過兩個相等的電阻Ra和Rb，給兩個基極相連的晶體管Q1和Q2的集電極供電?！?br>