安景慧，吴晨健

(苏州大学 电子信息学院，江苏 苏州 215000)

近年来，物联网飞速发展，其产品已涉足工业监控、智能家居、运输物流、智慧医疗等多个领域，实现了万物广泛互联、人机深度交互，改变了人们的生活、工作和娱乐方式。半导体芯片是物联网产业链不可或缺的重要部件之一，随着物联网应用场景越来越多样化，芯片的精度和可靠性成为急需解决的问题。

带隙基准源是物联网系统中模拟芯片和数模混合芯片的基本组成单元，其主要作用是输出一个不受工艺、电源电压和温度变化影响的稳定电压。评判带隙基准源性能好坏的指标有温度系数、电源抑制比、直流功耗、面积等。指数曲率补偿、对数曲率补偿等各种曲率补偿技术被用来改善输出基准电压的温度特性[1-2]，从而降低带隙基准源的温度系数。但是这些电路通常只能在-40 ℃～125 ℃甚至更窄的温度范围内工作，无法满足军工级芯片的要求。线性稳压器、套叠电流镜等电路结构被用来提高带隙基准源的电源抑制比[3-5]。亚阈值设计、衬底驱动技术等被用来减小带隙基准源的直流功耗[6-8]。然而这些电路在优化电源抑制比、减小直流功耗的同时牺牲了电路的温度系数。

针对工作温度范围较大的物联网应用场景对芯片温度适应能力及可靠性的要求，笔者设计了一种在宽温度范围内正常工作的低温度系数带隙基准源电路，同时兼顾了电源抑制比和功耗等其他性能。基于改进后的Banba型带隙基准源结构，电路利用工作在亚阈值饱和区晶体管的漏电流特性对双极性晶体管的基极发射极电压进行高阶温度补偿，降低电路的温度系数。……