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一种曲率补偿的高精度带隙基准源设计

2016-09-10吕江萍胡巧云

电子与封装 2016年8期

吕江萍,胡巧云

(中国兵器工业第214研究所,江苏苏州215163)

电路设计

一种曲率补偿的高精度带隙基准源设计

吕江萍,胡巧云

(中国兵器工业第214研究所,江苏苏州215163)

基于CSMC 0.5 μm CMOS工艺,设计了一种带曲率补偿的低温漂带隙基准源。采用折叠式共源共栅放大器反馈结构带隙基准源,利用晶体管的VBE与IC的温度特性产生T1nT补偿量,对传统的带隙基准进行曲率补偿。仿真结果表明,在5 V供电电压下,-40~125℃温度范围内,基准电压的波动范围为1.2715~1.2720 V,温漂为3.0×10-6/℃,低频时电路电源抑制比为-86 dB。

曲率补偿;带隙基准;折叠式共源共栅

1 引言

在高性能模拟、数字和电源管理系统中,如A/D、D/A转换器、滤波器、锁相环电路以及LDO等中,电路系统的正常工作离不开独立于温度和电源的稳定基准电压。对模拟电路系统而言,基准电压源的性能直接影响到整个系统的精度和性能,基准的任何偏差和噪声都会严重影响其他电路的线性度和精度[1]。带隙基准源能够提供低温度系数和高电源抑制比(PSRR),是目前各种基准源结构中运用最广泛的拓扑结构。由于一阶补偿的带隙基准源在-40~125℃温度范围内的温度系数为(30~80)×10-6/℃,为了得到性能更好的带隙基准源,必须进行高阶补偿。因此,为满足系统对高精度基准源的需求,开展曲率补偿的高精度带隙基准源研究十分必要。

带隙基准电路是基于将两个具有大小相等、方向相反温度系数的电压相加,而得到与温度无关的电压的原理[2]。其基本原理如图1所示,负温度系数电压由衬底三极管的基极-发射极电压VBE实现,其温度系数为-2 mV/℃。……

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