杜士才，方 芳，李 娟

（中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡 214072）

1 引言

基准电压源是集成电路设计中非常重要的单元模块，常被用作参考电压、偏置电压等，其温度特性是影响系统控制精度的主要因素，对电路性能有显著的影响。作为系统参考源，通常要求其有较小的温漂系数、较好的电源抑制能力，并满足系统的功耗要求。

传统带隙基准电压源通常采用运算放大器进行钳位，然而运放的失调电压会直接影响基准电压的精度。因此，本文采用无运放结构产生PTAT电流，进而产生与温度无关的基准电压。

2 带隙基准基本原理

图1为一种传统的带隙基准电路结构。电阻R3上的电流为PTAT电流。

图1 采用运放的带隙基准电路

考虑到运放的钳位作用，使得节点X、Y的电位相等，从而保证电阻R1与电阻R2上的电流相等。从而，带隙基准输出电压如式（2）所示：

该结构要求运放具有增益高、失调电压小的特点。考虑到运放本身的频率补偿会使环路稳定性变差，因此环路补偿较复杂，增加了电路的设计难度。

图2 无运放的带隙基准电路

图2 为传统无运放的带隙基准电路，通过电流镜使A、B两点电位相等。虽然没有使用运放，但由于沟道调制效应，同样会造成基准电压精度降低。

3 电路结构及分析

在典型的带隙基准电压源的基础上，设计了如图3所示的带隙基准电压源，包括PTAT电流产生电路、基准电压产生电路和上电启动电路。

图3 新型无运放的带隙基准电路

3.1 PTAT电流产生电路

PTAT 电流产生电路由 MP1、MP2、Q1、Q2以及 R1组成，其中MP1、MP2的宽长比相同。……