帶隙基準(zhǔn)電壓源

帶隙基準(zhǔn)電壓源123意義原理電路仿真1精選ppt課件意義由于電壓基準(zhǔn)源的上述特性，其在集成電路的設(shè)計中扮演極其重要的作用。尤其各種DAC，ADC，傳感器芯片，檢測芯片，電源管理類等芯片中廣泛使用！電壓基準(zhǔn)源通常要求具有較高的精度和穩(wěn)定度：不隨電源電壓變化不隨溫度變化不隨半導(dǎo)體工藝變化而目前產(chǎn)業(yè)界用得最多的電壓基準(zhǔn)源就是帶隙基準(zhǔn)電壓源，幾乎在絕大多數(shù)的芯片都能看到帶隙基準(zhǔn)電壓源的身影！在模擬集成電路設(shè)計的三大教材中也專門對此進(jìn)行了講解說明：2精選ppt課件原理半導(dǎo)體工藝中具有正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)的兩種電壓：負(fù)溫度系數(shù)的PN結(jié)電壓VBE正溫系數(shù)的熱電壓VT為了產(chǎn)生零溫度系數(shù)電壓基準(zhǔn)信號可將負(fù)溫度系數(shù)的PN結(jié)電壓VBE和正溫度系數(shù)的熱電壓VT進(jìn)行組合即可實現(xiàn)，這樣就會得到零溫度系數(shù)（ZTC：ZeroTemperatureCoefficient）帶隙電壓基準(zhǔn)源。那么我們首先來回顧一下上面提到的兩種隨溫度變化的電壓：PN結(jié)結(jié)電壓熱電壓3精選ppt課件原理將與絕對溫度呈正比例變化的電壓VT和與絕對溫度呈反比例變化的電壓VBE進(jìn)行線性組合從而產(chǎn)生帶隙電壓基準(zhǔn)源。因此令利用上面的正、負(fù)溫度系數(shù)電壓，我們可以設(shè)計出一個令人滿意的零溫度系數(shù)帶隙基準(zhǔn)電壓源：4精選ppt課件原理室溫附近：要獲得零溫度系數(shù)的電壓基準(zhǔn)源，那么：零溫度系數(shù)帶隙基準(zhǔn)電壓源：5精選ppt課件傳統(tǒng)基準(zhǔn)源電路由此可設(shè)計電路，假設(shè)取n=7，令R1=26k，計算得R2=260kPPM=由圖可知此基準(zhǔn)源電路Q2與Q1電壓差為：（1）運(yùn)放處于深度負(fù)反饋狀態(tài)，使得運(yùn)放兩輸入節(jié)點電壓相等，故：由于M1和M2鏡像作用，I1=I2，將（1）（2）代入得：（2）（3）將（3）與聯(lián)立可得：6精選ppt課件實驗電路仿真

已知既定溫漂系數(shù)PPM為17.2，且n=7，因為R1為26k，由公式可推出R2，取整后暫時R2設(shè)置為260k.

實驗所用如下仿真電路圖，圖中使用NMOS管、PMOS管、三極管PNP管構(gòu)成如原理圖中的電路，其中MOS管寬長比為10/2um、三極管設(shè)定面積倍數(shù)關(guān)系為7倍。圖中MOS管均處于飽和狀態(tài)。7精選ppt課件實驗電路仿真電阻R2初始值為260k時，輸出電壓隨溫度變化而變化的曲線。8精選ppt課件實驗電路仿真

為探究輸出曲線的最佳溫度特性，設(shè)電阻R2為變量R，并給其一個變化范圍，并縮小范圍找出同等溫度范圍內(nèi)，相對最好的溫度特性的輸出曲線。右圖為R設(shè)置為200K到300K之間的輸出曲線。由圖可知R2為260k時，曲線較為平緩，溫度特性較好.

9精選ppt課件實驗電路仿真

將R2細(xì)分范圍在260k附近得到右圖所示曲線。如圖所示，R2為255k時，曲線較為平緩，因而確定為255k時，輸出曲線溫度特性最為理想。

10精選ppt課件計算PPM結(jié)果

電阻為255k條件下進(jìn)行仿真實驗，計算PPM結(jié)果。由計算器計算可得PPM為17.1455，與前面既定的17.2相比