带隙基准电压源复习过程.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,带隙基准电压源,1,2,3,意义,原理,电路仿真,意义,由于电压基准源的上述特性，其在集成电路的设计中扮演极其重要的作用。尤其各种,DAC,，,ADC,，传感器芯片，检测芯片，电源管理类等芯片中广泛使用！,电压基准源通常要求具有较高的精度和稳定度：,不随电源电压变化,不随温度变化,不随半导体工艺变化,而目前产业界用得最多的电压基准源就是带隙基准电压源，几乎在绝大多数的芯片都能看到带隙基准电压源的身影！在模拟集成电路设计的三大教材中也专门对此进行了讲解说明：,原理,半导体工艺中具有正温度系数和负温度系数的两种电压：,负温度系数的,PN,结电压,V,BE,正温系数的热电压,V,T,为了产生零温度系数电压基准信号可将负温度系数的,PN,结电压,V,BE,和正温度系数的热电压,V,T,进行组合即可实现，这样就会得到零温度系数（,ZTC,：,Zero Temperature Coefficient,）带隙电压基准源。,那么我们首先来回顾一下上面提到的两种随温度变化的电压：,PN,结结电压,热电压,原理,将与绝对温度呈正比例变化的电压,V,T,和与绝对温度呈反比例变化的电压,V,BE,进行线性组合从而产生带隙电压基准源。,因此令,利用上面的正、负温度系数电压，我们可以设计出一个令人满意的零温度系数带隙基准电压源：,原理,室温附近：,要获得零温度系数的电压基准源，那么：,零温度系数带隙基准电压源：,传统基准源电路,由此可设计电路，假设取,n=7,，令,R1=26k,，计算得,R2=260k,PPM=,由图可知此基准源电路,Q2,与,Q1,电压差为,：,（,1,）,运放处于深度负反馈状态，使得运放两输入节点电压相等，故：,由于,M1,和,M2,镜像作用，,I1=I2,，将（,1,）（,2,）代入得：,（,2,）,（,3,）,将（,3,）与 联立可得：,实验电路仿真,已知既定温漂系数PPM为17.2，且n=7，因为R1,为,26k，由公式,可推出R2，取整后暂时R2设置为260k.,实验所用如下仿真电路图，图中使用NMOS管、PMOS管、三极管PNP管构成如原理图中的电路，其中MOS管宽长比为,10/2um,、三极管设定面积倍数关系为7倍。图中MOS管均处于饱和状态。,实验电路仿真,电阻,R2,初始值为260k时，输出电压随温度变化而变化的曲线。,实验电路仿真,为探究输出曲线的最佳温度特性，设电阻,R2,为变量R，并给其一个变化范围，并缩小范围找出同等温度范围内，相对最好的温度特性的输出曲线。右图为,R,设置为,200K,到,300K,之间的输出曲线。由图可知,R2,为260k时，曲线较为平缓，温度特性较好,.,实验电路仿真,将,R2,细分范围在260k附近得到右图所示曲线。,如图所示，R2为255k时，曲线较为平缓，因而确定为255k时，输出曲线温度特性最为理想。,计算,PPM,结果,电阻为255k条件下进行仿真实验，计算PPM结果。由计算器计算可得PPM为17.1455，与前面既定的17.2相比较，误差为：,误差很小，说明实验效果很好。,谢谢观看,廖方云,4031431807,