bandgap带隙基准源电路

无运放带隙基准电路设计

无运放带隙基准电路设计
运放带隙基准电路（opamp bandgap reference circuit）是一种基于运放的电路，用于提供稳定的参考电压。

它的设计基于运放的放大特性和电压反馈机制，通过差分放大和反馈调整，产生一个相对稳定的参考电压。

下面是一种常见的运放带隙基准电路的设计：
1. 选择一个适当的运放芯片，具有低噪声、高增益和低温漂移等特性。

2. 将运放芯片的非反相输入端与反相输入端相连，形成一个差分输入。

3. 将一个稳定的参考电压Vref1与非反相输入端相连。

4. 将运放芯片的反相输入端与一个电阻R1相连，然后将R1与一个稳流二极管D1的阴极相连。

5. 通过调整R1的值，使得二极管D1的电流可以产生一个正向电压降，并且与稳定的参考电压Vref1相等。

6. 将运放芯片的输出端与R1与D1的连接处相连，形成一个反馈回路。

7. 调整运放芯片的反馈电阻R2的值，使得输出电压与稳定的参考电压Vref2相等。

通过以上设计，运放正向反馈的放大特性和电压反馈机制可以保证输出电压与参考电压的稳定性。

同时，稳定的参考电压Vref1的产生通过差分放大和反馈调整的方式可以减少温度、电源等参数的影响。

需要注意的是，具体的设计参数需要根据具体的应用要求来确定，比如参考电压的稳定性要求、输出电压的范围等。

同时，在实际设计过程中，还需要考虑电源稳定性、电路布局和滤波等因素，以确保设计的稳定性和可靠性。

bandgap电路设计报告

Bandgap电路设计报告Bandgap电路1)基准电压产生电路由于在之前tsmc035工艺电路设计中得到过验证且性能良好，本次带隙基准设计继续采用如下电路结构。

下图电路中，左边蓝色框内是BG的启动电路，属于下拉型。

电路上电时，如果输出点电压为0，则M1M3支路无电流，M1栅端电压为高，使得M2导通，将H点电压拉低，从而使电路启动。

之后，输出电压约为1.2，则M3导通，M1栅端电压下降，使得M2截止，启动电路不影响主电路的正常工作状态。

需要注意的是，M3的W/L较大，M1的W/L较小时，M2可以截止的较彻底，从而降低对主电路的影响。

图一基准电压产生电路图一中中间部分（M4-M7 & T1T2 & RaRb & OPA）为基准电压产生的主电路，通过Vbe 与ΔVbe的加权组合来实现零温度系数电压。

其中运放OPA的作用是提供VN=VP这一电压关系，共源共栅结构提高电流复制精度使得结果更加准确。

运放需要注意其正负输入端接入电路的位置，要使得最终形成的环路是负反馈的。

M8M9复制一路电流，供给后端的电流产生电路的运放使用。

通过仿真可以发现，此结构的带隙基准的噪声主要来源于运放、M4M5和RaRb，为降低噪声M4M5的过驱动电压取的较大，同时RaRb电阻值取的较小。

电阻值较小直接导致两路电流都较大，由于三极管的Vbe电压不能偏离700mv太多（否则电压温度曲线特性不好），需要适当调整T1T2的m值。

另外，这里的运放偏置是由运放的输出电压提供的，同时与M4M5的栅端相连，可以考虑运放内部与外电路也形成电流复制的结构。

由于存在环路，我们还必须保持环路的稳定性，考虑到运放需要一定的增益（60dB+）使得VN与VP相等，这里采用两级运放，刚好可以将环路的主极点设置在运放第一级的输出端使环路稳定。

根据以上几点的条件，可以得到运放的结构如下图二所示。

其中的两个P管电流源可以看成是与图一中M4和M5成电流复制结构。

《带隙基准电压源》课件

设计带隙基准电压源的反馈环路，以实现输出电压的稳定和调节。
4. 优化电路参数
根据仿真结果和实际测试数据，对电路参数进行优化，以提高带隙基准电压源的性能。
电路设计的优化方法
温度补偿
通过引入温度补偿元件或采用温度补偿技术，减小温度对带隙基准电压源输出电压的影响
。
噪声抑制
采用低噪声元件、优化布线方式和滤波技术等手段，减小带隙基准电压源输出电压中的噪声成分。
温漂
02
带隙基准电压源的温漂是指其在一定温度范围内的输出电压变
化量，温漂越小，性能越好。
热稳定性
03
带隙基准电压源在高温下的稳定性，良好的热稳定性可以保证
其在高温环境下正常工作。
04
带隙基准电压源的实现方式
模拟实现方式
01
02
03
运算放大器
使用运算放大器来调整和稳定带隙基准电压，以实现高精度和低噪声的输出。
电阻和电容
通过精密电阻和电容来构建带隙基准电压源，以实现温度补偿和稳定性。
差分放大器
使用差分放大器来提高带隙基准电压的精度和线性度，以减小温度和电源电压变化的影响。
数字实现方式
查找表
使用查找表来存储不同温度下的带隙基准电压值，通过查表方式实现温度补偿。
数字滤波器
使用数字滤波器来处理带隙基准电压的输出，以提高其稳定性和精度。
数字控制环路
使用数字控制环路来调整带隙基准电压的输出，以实现高精度和低噪声的性能。
混合实现方式
模拟与数字相结合
将模拟和数字技术相结合，以实现高性能的带隙基准电压源。例如，可以使用模拟电路来实现温度补偿和稳定性，同时使用数字电路来实现高精度和低噪声的性能。

bandgap带隙基准源电路

bandgap带隙基准源电路Bandgap带隙基准源电路是一种用于产生带隙基准电压的电路，它在模拟电路设计和集成电路设计中具有重要的作用。

带隙基准电压是一种与温度和电源电压无关的直流电压，它可以用于电路的偏置、ADC的基准、温度传感器等。

带隙基准源电路的设计原理是基于硅材料的带隙能量，它的带隙能量为1.12eV，对应于温度为273.15K。

带隙基准源电路的核心思想是将带隙能量转化为直流电压，并通过一定的放大和调节电路，得到温度和电源电压无关的基准电压。

带隙基准源电路的基本结构包括三个部分：偏置电路、带隙电压产生电路和放大电路。

其中，偏置电路用于产生一个与电源电压无关的直流电流，带隙电压产生电路用于将带隙能量转化为直流电压，并且放大电路用于调节带隙基准电压的大小和精度。

偏置电路通常采用一个PNP晶体管和一个电阻组成，PNP晶体管的基极-发射极电压作为偏置电压。

这个偏置电压具有负的温度系数，即随着温度的升高，它的值会减小。

为了使整个电路的温度系数为零，需要将这个偏置电压与一个具有正温度系数的电压进行补偿。

带隙电压产生电路通常采用两个晶体管和电阻组成，其中一个晶体管的基极-发射极电压作为带隙电压，另一个晶体管的基极-发射极电压具有正的温度系数。

通过调节两个晶体管的发射极电流比值，可以得到一个与温度无关的带隙电压。

放大电路用于调节带隙基准电压的大小和精度。

通常采用一个高精度、低噪声的放大器，将带隙基准电压进行放大和调节。

放大器的增益和带宽需要满足一定的要求，以确保带隙基准电压的精度和稳定性。

在实际应用中，带隙基准源电路还需要考虑一些其他的因素，如电源噪声、温度范围、功耗等。

为了实现高精度的带隙基准电压，需要采用一些优化设计方法，如低噪声电源、温度补偿技术、自偏置电路等。

在实际应用中，带隙基准源电路有着广泛的应用。

它可以用于各种类型的模拟电路和数字电路中，如运算放大器、比较器、ADC、DAC、PLL等。

它可以提供高精度的基准电压，帮助这些电路实现高精度、低噪声、稳定的性能。

带隙基准电压源(Bandgap)设计范例

五. 输出输入信号线时序图
VIN 、ENB、 BIAS_EN 、BIAS2_EN 为输入信号，VREF 、 BIAS 、BIAS2 为输出信号。
图 1.3
BANDGAP 模块输入输出时序关系图
六. 等效架构图原理分析
BANDGAP 模块是一个带隙基准结构。带隙基准的工作原理是根据硅材料的带隙电压与电压和温度无关的特性，利用△VBE 的正温度系数与双极型晶体管 VBE 的负温度系数相互抵消，实现低温漂、高精度的基准电压。双极型晶体管提供发射极偏压 VBE；由两个晶体管之间的△VBE 产生 VT ，通过电阻网络将 VT 放大 a 倍；最后将两个电压相加，即 VREF=VBE+aVT ，适当选择放大倍数 a ，使两个电压的温度漂移相互抵消，从而可以得到在某一温度下为零温度系数的电压基准。下面详细推导这个原理。一般二极管上电流和电压的关系为：
Q12 和 Q19 的电流相等；R19、R20、R21 和二极管连接的 Q11 组成分压网络，将 Q12、Q19 产生的 ? VBE 放大（R19＋R20＋R21）/R21 倍后与 VBE11 相加，产生基准电压 VREF ；放大管 QX7 、Q18 和负载管 Q10 组成符合放大电路，将 IC19 和 IC12 的差值放大，反馈到分压网路中的 R21，从而调整 Q12、Q19 的工作点，保证 IC19 等于 IC12 ；电容 C2 和 R23 用来进行频率补偿。电流偏置 IBias2 产生电路（图 2(c)）：由 P39、Q3、R8 组成。Q3 的基极连接 VREF ，其射极电位即 R8 的一端电位 VEQ3＝VREF －VBEQ3，与电源电压无关，从而流过电阻 R8 的电流与电源无关，即 IBias2 与电源无关。 1．使能原理： ENB 高电平时，使能关断有效。当 ENB 为高电平时，使能管 N15、N18、 N17 工作，则 N19 的漏极电压、P8 的漏极电压、VREF 被拉到低电平，电路关断。 BIAS_EN 低电平时，使能关断有效。当 BIAS2_EN 低电平时，使能管 P13 工作，P7、P1 的栅极即 Bias 为高电平，电流偏置为 0，同时，基准电压 VREF 为零电平。 BIAS2_EN 低电平时，使能关断有效。当 BIAS_EN 低电平时，使能管 P34 工作，Bias2 为高电平，电流偏置 IBias2 为 0。 2．启动原理 P14、R15、N19、N16 组成启动电路。启动过程：ENB 为低电平，当未启动时，P7、P8 两支路的电流为 0，此时 P8 的漏极电压为 0 电位，N19 不通，N19 的漏极为高电位，此时 N16 管导通，形成从电源到地的通路 R12、P7、N16，使 P7 有电流流过，从而打破 0 电流的状态；之后 P8 漏极电位上升， N19 导通， N16 截止，启动过程结束。

带隙基准电路的基本原理电路核心以及误差源和抑制比的分析

带隙基准电路的基本原理电路核心以及误差源和抑制
比的分析
近年来，由于集成电路的飞速发展，基准电压源在模拟集成电路、数模混合电路以及系统集成芯片(SOC)中都有着非常广泛的应用，对高新模拟电子技术的应用和发展也起着至关重要的作用，其精度和稳定性会直接影响整个系统的性能。

因此，设计一个好的基准源具有十分现实的意义。

1 带隙基准电路的基本原理
带隙基准电压源的目的是产生一个对温度变化保持恒定的量，由于双极型晶体管的基极电压VBE，其温度系数在室温(300 K)时大约为-2．2 mV／K，而2个具有不同电流密度的双极型晶体管的基极-发射极电压差VT，在室温时的温度系数为+0．086 mV／K，由于VT与VBE的电压温度系数相反，将其乘以合适的系数后，再与前者进行加权，从而在一定范围内抵消VBE的温度漂移特性，得到近似零温度漂移的输出电压VREF，这是带隙电压源的基本设计思想。

1．1 带隙基准电压源核心电路
本文提出的电路核心结构如图1所示，在电路中双极晶体管构成了电路的。

带隙基准电压源BandGap的调节与理论分析

Cascode电路结构
为保证NM20与NM21处的电压保持跟随，采用 Cascode结构使得Vo1与Vo2稳定在近似相等的电压，那么有：
VBE1 RI VBE 2 RI VBE1 VBE 2 VT ln n VO2 VBE 2 VT ln n
产生一个和绝对温度成正比的PTAT电流。这里的Cascode结构主要是近似为一个电路源使得流过Q4，Q5这两条电路的电流相等使得Vo1与Vo2 VO 2稳定在近似相等的电压，所以在调试cascode电路时要使输出电阻尽可能的大。
BandGap电路仿真结果分析
从BandGap电路的仿真结果分析得出，电路在3.3V时
候工作的比较稳定，输出的基准电压为1.235V到 1.265V之间，温漂系数低于20ppm（但是ss情况下为 26），当电源电压为3.0V或者3.6V时，在其他的不同工艺角（tt，ff，ss，sf，fs）下，输出的基准电压波动范围较大，且温漂系数大于20ppm（3.6V，ss情况下为13ppm以及3v时，ff情况下为15ppm）。3V各个工艺角下的基准电压输出范围为1.235V到1.255V 之间，3.6V各个工艺角下的基准电压输出范围为 1.265V到1.275V之间。
mV 。 K
VBE 的温度系数与温度有关。
正温度系数电压
若两个双极晶体管工作在不相等的电流密度下，那
么基极-发射极电压的差值就与绝对温度成正比。 nI0 I0 VBE VBE1 VBE 2 VT ln VT ln VT ln n I S1 IS2
VBE k ln Βιβλιοθήκη T q与温度关系变化的确定。
带隙电压基准的基本原理：将两个拥有相反温度系
数的电压以合适的权重相加，最终获得具有零温度系数的基准电压。

带隙基准电压源(Bandgap)设计范例

NO.1 Bandgap 模块一. 原理图
图 1.1
Bandgap 模块线路图
二. 等效架构图
(a)
(b)
(c) 图 1.2 Bandgap 模块等效原理图
三. 电路功能描述
正常工作时，Bandgap 模块为系统提供稳定、高精度的 1.28v 的基准电压，并为其它电路模块提供稳定的偏置电流。
四. 输出、输入信号线功能描述
I = I S (e qVB E / kT − 1)
（1.1）当 VBE >> kT / q 时， I ≈ I S e q.VBE / k .T
VBE = VT . ln( I ) IS
（1.2）其中 VT = kT 为热电压，k 是 Boltzmann 常数，q 是电荷量。 q
图 1.2(b) 是参考电压产生的实际等效架构电路， R19 、R20 、R21 、Q11 和 Q12、Q19 构成带隙电压产生器的主题部分，由 Qx10 、Qx8 、 Q19、 Qx7 、 Q10 以及 Q18 组成了放大器及补偿电路，保证了参考电压输出的稳定。由运算放大器的性质，得：
Q12 和 Q19 的电流相等；R19、R20、R21 和二极管连接的 Q11 组成分压网络，将 Q12、Q19 产生的 ? VBE 放大（R19＋R20＋R21）/R21 倍后与 VBE11 相加，产生基准电压 VREF ；放大管 QX7 、Q18 和负载管 Q10 组成符合放大电路，将 IC19 和 IC12 的差值放大，反馈到分压网路中的 R21，从而调整 Q12、Q19 的工作点，保证 IC19 等于 IC12 ；电容 C2 和 R23 用来进行频率补偿。电流偏置 IBias2 产生电路（图 2(c)）：由 P39、Q3、R8 组成。Q3 的基极连接 VREF ，其射极电位即 R8 的一端电位 VEQ3＝VREF －VBEQ3，与电源电压无关，从而流过电阻 R8 的电流与电源无关，即 IBias2 与电源无关。 1．使能原理： ENB 高电平时，使能关断有效。当 ENB 为高电平时，使能管 N15、N18、 N17 工作，则 N19 的漏极电压、P8 的漏极电压、VREF 被拉到低电平，电路关断。 BIAS_EN 低电平时，使能关断有效。当 BIAS2_EN 低电平时，使能管 P13 工作，P7、P1 的栅极即 Bias 为高电平，电流偏置为 0，同时，基准电压 VREF 为零电平。 BIAS2_EN 低电平时，使能关断有效。当 BIAS_EN 低电平时，使能管 P34 工作，Bias2 为高电平，电流偏置 IBias2 为 0。 2．启动原理 P14、R15、N19、N16 组成启动电路。启动过程：ENB 为低电平，当未启动时，P7、P8 两支路的电流为 0，此时 P8 的漏极电压为 0 电位，N19 不通，N19 的漏极为高电位，此时 N16 管导通，形成从电源到地的通路 R12、P7、N16，使 P7 有电流流过，从而打破 0 电流的状态；之后 P8 漏极电位上升， N19 导通， N16 截止，启动过程结束。

带隙基准电路启动时间

带隙基准电路启动时间
带隙基准电路的启动时间取决于多个因素，包括电路设计、元件质量和环境条件等。

一般情况下，带隙基准电路的启动时间较短，通常在微秒级别。

带隙基准电路的启动时间主要包括以下几个方面：
1. 电源启动时间：带隙基准电路通常需要使用稳定的电源，电源的启动时间将直接影响到基准电路的启动时间。

如果电源启动时间较长，则基准电路的启动时间也会相应延长。

2. 参考电压源启动时间：带隙基准电路的核心部分是一个参考电压源，其启动时间也会对整个基准电路的启动时间产生影响。

参考电压源启动时间较短可以提高整个基准电路的启动时间。

3. 温度漂移：带隙基准电路对温度非常敏感，因此温度的稳定性也会影响到启动时间。

如果温度变化过大或发生较快的变化，基准电路可能需要一定时间来适应变化，从而延长启动时间。

4. 元件质量：使用高质量的元件可以提高基准电路的启动时间。

稳定、低漂移的元件可以更快地达到稳定状态。

综上所述，带隙基准电路的启动时间可以通过优化电源、参考电压源和元件质量以及控制环境温度等方式进行改善。

具体的启动时间需要根据电路设计和实际使用条件来确定。

Bandgap(带隙) Circuit

∆V = ∆VR1 + ∆V R 2
R2
R1
VREF
∆V R1 ∆VR 2 = ∗ ∆I + ∗ ∆I = (rR1 + rR 2 ) ∗ ∆I ∆I ∆I
BroadGalaxy Confidential 7
电压基准结构选择
如果选择R1、R2均为线性电阻，则它们的动态电阻与静态电阻相等。电源电压变化量 ∆V 将仍以原来的静态电阻的分压比分配给R1、R2，最后R1、R2 的分压比与电源电压变化前相比没有改变。所以 ∆ V 与电源电压将等比例变化，S=1，稳压效果不理想。
BroadGalaxy Confidential 40
补充
Stability Analysis with Bode Plots
BroadGalaxy Confidential
41
END
Q&A
BroadGalaxy Confidential
42
课后练习要求：课后练习要求：
Bandgap2_2v调试，电路如下：
38
bandgap电路设计进阶
BroadGalaxy Confidential
39
补充
闭环电路的稳定性判据
AV (s ) = A(s ) A(s ) = 1 + A(s )β (s ) 1 + T (s )
− As βA(s = jω ) → -1, the gain goes to infinity and the amplifier can oscillate − In other words, oscillation can occur when βA(jω1 ) = 1 ∠βA(jω1 ) = -1800

带隙基准电压源启动电路

带隙基准电压源启动电路
带隙基准电压源启动电路是电子领域中非常重要的一种电路，其
用途广泛，被广泛应用于各种电子设备，如计算机、手机、电视机等等。

带隙基准电压源启动电路可以将宽范围的电压变换成精确的电压，为电子设备提供更加稳定、精确的电压。

带隙基准电压源启动电路主要由基准电压、基准电流、比较器和
反馈电路四个部分组成。

其中，基准电压和基准电流是构成带隙基准
电压源的两个关键因素。

基准电流是通过调整电阻值来实现的，而基
准电压则是通过使用带隙结产生的。

带隙基准电压源启动电路在使用时需要注意一些细节，例如在设
计电路时需要注意防止误差，选择合适的电阻、电容和晶体管等元器件，以及在加工反馈电路时需要注意电路的布局和排线。

此外，在使
用带隙基准电压源启动电路时还需要注意保持电路的稳定性，防止电
压过高或过低导致电路损坏。

总的来说，带隙基准电压源启动电路是一种非常重要、有广泛用
途的电路。

它能够将宽范围的电压变换成精确、稳定的电压，给电子
设备提供了更加可靠、精确的电源。

因此，在电子领域中，学习和掌
握带隙基准电压源启动电路的原理和应用是非常必要的。

带隙基准电压源电路设计

带隙基准电压源电路设计英文回答：Bandgap Voltage Reference Circuit Design.Bandgap voltage reference circuits are a critical component in many electronic systems, providing a stableand accurate voltage reference against which other circuits can be calibrated. They are particularly useful in applications where low power consumption, a wide operating temperature range, and high accuracy are required.The design of a bandgap voltage reference circuit typically involves the following steps:Choosing a suitable bandgap voltage: The bandgap voltage is the voltage difference between the base and emitter of a bipolar junction transistor (BJT) operating in the forward-active region. It is typically around 1.2 V at room temperature and has a positive temperature coefficient,meaning that it increases with increasing temperature.Designing a temperature-compensated circuit: The temperature dependence of the bandgap voltage can be compensated by using a combination of BJTs, resistors, and capacitors. The goal is to create a circuit that has a constant output voltage over a wide temperature range.Adding additional features: Depending on the specific application, additional features such as low-power operation, low noise, or voltage trimming may be required. These features can be implemented using additionalcircuitry or by carefully choosing the components used in the design.中文回答：带隙基准电压源电路设计。

Bandgap(带隙)_Circuit

BroadGalaxy Confidential
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课后练习要求

指标要求： VREF直流范围：0.7V~0.9V; IREF直流范围：10uA~50uA VREF温度系数：<16ppm,-40DEG~120DEG; VREF 1mV VREF电源电压扫描： ,VDD=1.6V~2V IREF温度扫描: I REF 1A I REF 1A IREF电源电压扫描：闭环STB仿真：phase margin>60degree gain margin>10dB
闭环电路的稳定性判据
AV s As As 1 As s 1 T s
As A(s j ) -1,thegain goes to infinityand the amplifiercan oscillate In other word s, oscillatio n can occur when A(j1 ) 1 A(j1 ) -1800
R2
R1
VREF
V VR1 VR 2
VR1 VR 2 I I rR1 rR 2 I I I
BroadGalaxy Confidential 6
电压基准结构选择

这说明 V 在R1、R2上的分配与R1、R2的动态电阻成正比。如果我们能让R1的动态电阻很小，R2的动态电阻很大，则 V 大部分落在R2 上，一小部分落在R1上，对电源电压的灵敏度会大大降低，稳压性能就会得到很大提高。
s ( VREF V DD V REF V DD )
(
)

动态电阻：对于一个二端元件，当其端电压变化时，端电压微小增量与端电流微小增量的比值。动态电阻等于 I—V曲线上参考点处曲线斜率的倒数。

带隙基准电路

带隙基准电路1 带隙基准电路的概述带隙基准电路是一种先进的模拟电路解决方案，它不仅能够实现参考电压的产生，而且可以实现多通道的参考电压的精确控制。

它相对于传统的参考电路有以下几个优点：· 能提供宽带隙电压范围：这种情况下，能够以一种精确而稳定的方式实现跨越最大可能输入范围的处理。

· 电路可以实现多通道、高精度的参考电压：它提供了一种高精度、稳定性优良的多分量参考输出电压。

· 产生低噪声和高稳定性：因为带隙基准电路采用了集成技术，所以能够有效减少噪声并具备较好的稳定性。

· 简单的操作和便携性：它的操作非常简单，而且带隙基准电路也非常便携，可以轻松实现重新定位。

2 带隙基准电路的工作原理带隙基准电路是实现多种电能质量测量应用的有效解决方案，它采用了两种不同的工作方式：精确模式和保护模式。

在精确模式下，带隙基准电路的工作原理很简单，只需要调节电路的内部参数即可产生高精度的输出电压。

它是由三部分组成：输出稳压器，用于提供稳定的输出电压；一个参考电源，主要用于调节带隙电压范围；以及一组校准电阻，用于控制输出精度。

在保护模式下，带隙基准电路会根据外部环境和输入电压变化情况，自动调节其输出电压，以确保它的正确工作。

它的主要组成部分也包括一个稳压器，一个参考电源和一组校准电阻。

但是，它需要一个可变增益放大器，以更精准地检测并调节电路的输出电压。

3 带隙基准电路的应用带隙基准电路是由一套事先经过优化设计的电路元件组成，因此它可以用于很多不同的应用领域。

比如：可以用于实现数字电路中的电源供应器被板实现；可以应用在移动电话和便携式电子装置电源管理中实现电压控制；可以应用在太阳能发电系统上实现电源监控；可以用于实现电能表的正确参考精度；可以用于智能电表实现电压、电流和温度的监测；可以应用于数据采集卡和传感器从机上实现精确的参考电压等。

总之，带隙基准电路是一种非常有效的、精确的参考电路解决方案，能够满足不同的应用需求，为多种电能应用的精准测量提供有用的辅助。

eetop Bandgap and LDO_带隙基准与线性稳压器讲解

1 : 1V REF∂V 考虑版图，N可取8R3=R0, R4=R2, M3=M2,R3R0R4R2M3M2运放的失调必须控制好具体设计请参考基准电压与电流201R R V V V BEBE REF ⋅Δ+=Ref:sansen 0ln 21R R N q kT V V BE REF ⋅⋅+=−~m1156mVchapter 16()T C T V V g BE +=λ00For I DS T ln qR N kT I BG ⋅=Is PTAT0qVBG 通常在1.2左右VBG 的温度特性包含抛物线型非线性项，设计中令顶点位于常温附近更高精设计中令顶点位于常温附近，更高精度要求可采用二次补偿电路（例sansen ppt 1626）在高温与低温下其值变换较大IBG~T ，在高温与低温下其值变换较大，若用它直接去偏置其他电路，这一点须特别注意启动与稳定性启动：这个电路有两个稳定工作点，其中一个是两个支正反馈负反馈启动电路回路回路静态损耗:VDD/RESOpa RC VBG MOSCAPVREF ‐Vos +抑制/噪声采1/f噪声还可采用chopping技术V/I转换V/V转换R1=R2VBG的大小可通过整, 不影响温度系数IBG=VBG/R3,由IBG温漂较小，主要取决于电阻温度系数最低电源电压可正反馈环负反馈环MOSResistor正常输出下VBG>VTn, 否则应采用其他形式的启动电路MOSCAPPMOS采用folded结构采用PMOS输入差分对, 减少1/f噪声, 并适合于低输入共模的情况VGS‐VT小, 其他电流镜VGS‐VT大, 晶体管的L要大一些, 减输入差分对GS GS要大些少失调, 1/f噪声, 以及沟道调制效应自便置设计启动时，vb1若为高，则无法启动，故需增加拉低vb1低压设计将R1, R2由两个电阻串联，取中间点接运放输入，可降低输共模步降低压压入共模，进一步降低电压电压要求运放采用PMOS输入的folded‐cascode结构或symmetrical结构可进一步采用电路设计技术来降低运放对电源电压的要求‐Sub1V Bandgap ExampleRef: Ka Nang Leung, JSSC2002采用symmetrical结构和电平移位(level shifting)来降低输入共模要求ip inPhase 1in ipPhase 2基本LDO 电路g ma g mp REFL V R R R V ⋅+≈221R Off ‐chipdecoupleVREF 由bandgap 来提供Z g R g mp oa ma cap加中间级buffer的LDO静态功耗稳定性设计！BufferB ff加buffer的好处：1 减小err amp的负载电容，降低其静态功耗, 更易使p2与z1接近2 与MPT栅电容并联的是1/gm, not1/gds，更容易实现高极点X:1Buffer bias: IMB = IB+IMBA = IB+X*IMTP IB = ? X = ?↓ÆIMTP ↑ÆIMB ↑Æp3 ↑Æstable3t bl↑ÆIMTP ↓ÆIMB ↓Ækeep high efficiency at low loadMillercap 注意电压的范围, Cc尽量采用MOS CAP来实现，以节约面积或兼容逻辑工艺;ＭＴＰ须工作在饱和区，以保证gm，保证稳定性At稳定性不依靠片外电容P2 boosting example通过miller补偿和miller boosting效应,来推高p2, 保证LDO的稳定性Ref: Kae Wong: A 150mA Low Noise, High PSRR Low‐Dropout Linear Regulator in0.13um Technology for RF SoC ApplicationsVOUT/VIN个载保护路的例子一个过载保护电路的例子（适合MTP一直饱和区工作的情况）片内解藕电容Bonding Wire使得片内高频扰动难以被片外电容滤除Bonding wireOn‐chip decouple Off‐chip decoupleMiller补偿结构MTPgmCcCL: 4n0.6V MTP: 40uACG: 2.3pCc: 5pCL: 4n输入管:W/L=4u/1u R1: 60k R2:30kIds=2u251.98u 586.35u 1.3644m 3.1748m 7.3875m MTP: 40uA CG: 2.3p 17.19m 40m p Cc: 5p CL: 4nCz: 8p 输入管:W/L 4u/1u Z1, p3R1: 60k R2: 30k W/L=4u/1u Ids=2uPSRR时Vdd 加Vac=1时，Vout 端的幅频响应IL=40mA, @6.2MHzcase =PSRR 与负载有关Worst 11.1dB低频由环路增益决定30uAgmCc Cz 对于全集成LDO, 带宽至关重要!因为此时无片外大解藕电容缓冲,负载的变化需要环路自己迅速作出响应，避免电压出现大的波形PSRRVdd 时加Vac=1时，Vout 端的幅频响应Worst case @~27.5MHz=PSRR 与负载有关 11.4dB低频由环路增益决定CLCz R2第一级输出加零点补偿电容可用MOS管实现这个电路中的问题？？？这个电路中的问题LDO1LDO25V 3.3V LDO1LDO25V 3.3V CHIPCHIP ???5V3.3VLDO1 1.8VLDO2VDD=3V输入偏高时, 右边的放大器工作，偏低, 则左边的工作, 在中间，两个都工作Gm没有做均衡处理, 对此应用不重要最低电源: VGS + 2VdsatLDO2VIN VBG1VIN BG VBG2LDO1CHIP f1f2。

与温度无关的电流模带隙基准

与温度无关的电流模带隙基准1 什么是与温度无关的电流模带隙基准？与温度无关的电流模带隙基准（Current Mode Bandgap Reference，CMBR）是一种基准电路，可以提供一个恒定的、相对稳定的参考电压，而不受温度变化的影响。

它是由一个电流源、一个电阻和多个二极管组成的。

CMBR的原理是利用二极管的温度特性，在一定的电阻与电流源的作用下，产生具有恒定温度系数的电压。

2 CMBR的优点和应用领域CMBR的优点在于其高稳定性和低漂移率。

它可以提供一个相对稳定的电压，可以应用于任何需要电压参考的电子电路中，如放大器、模拟转换器、示波器等。

在集成电路中，CMBR可以用于提供电压参考，使其它电路更加准确地运行。

它还可以被用作校准其他元件的电压参考。

3 CMBR的实现方法与技术难点CMBR的实现方法有多种，如基于三极管、MOS、电容等。

其中基于MOS的CMOS CMBR是目前最常用的实现方法之一。

CMOS CMBR的实现存在一些技术难点。

例如，电流源的稳定性和精度，电阻的温度系数，二极管的匹配和温度效应等问题，都会对实现CMBR的稳定性和准确性产生影响。

4 CMBR的未来发展趋势CMBR作为一个重要的电压参考技术，在未来仍然会有广泛的应用。

未来的发展趋势主要包括适用范围的拓展、精度的提高和功耗的降低。

针对CMOS CMBR存在的技术难点，研究人员正在积极探索新的实现方法，以提高其稳定性和精度。

同时，随着电子元件的微型化和功耗要求的提高，CMBR也将会向更低功耗、更小尺寸的方向发展。

5 总结与温度无关的电流模带隙基准是一个用于提供参考电压的重要技术，它具有高稳定性和低漂移率的优点，可以应用于各种电子电路。

CMOS CMBR是目前最常用的实现方法，并有着广泛的应用前景和未来发展潜力。

常见的带隙基准电压产生电路

常见的带隙基准电压产生电路咱们今天来聊聊一个挺有意思的话题——常见的带隙基准电压产生电路。

大家可能听了这名字就有点蒙圈：“带隙？基准电压？这不是啥高大上的科技吗？”别担心，咱们简单聊聊，保准让你一听就明白。

这个电路就像咱们日常生活中的“电池”，它的作用呢，就是给电路提供一个稳定的电压来源。

简单说，就是它不管外界的环境变化多大，电压保持不变，给电路提供了一个可靠的参照值。

可能有些朋友会想：“这不是电压稳定器吗？”嗯，差不多，但它更精确一些。

这个“带隙基准”这名字怎么听着有点高深呢？其实就是指它在晶体管的带隙区间里找到了一个稳定的电压点。

你想啊，电压这东西，可不像你我生活中的情绪，时高时低的，要稳定它可不是那么容易的事。

你想，要在复杂的环境中找到一个不会随便“掉链子”的电压参考点，那可真得动点脑筋。

说到这里，很多人都会问，带隙基准电压产生电路到底是怎么工作的呢？好吧，咱们就来深挖一下！简单来说，这个电路通常包含几个关键部分——像是两个晶体管，差分放大器，还有一些电阻和运算放大器。

别看这些名字很“技术”，其实它们的任务就是通过一些小小的巧妙设计，调节电压，直到找到那个最稳定的点。

其实这就像你去一间热锅上的蚂蚁的厨房，找寻那最适合的火候，不高不低，正好那样。

好啦，咱们不说太深的，简单来说，这种电路的工作原理就是通过两个不同的晶体管（它们的“温度系数”不同）来“对比”出一个非常稳定的电压。

换句话说，它就像是一个“比谁的电压更稳定”的比赛，结果它通过对比赢得了这个比赛，然后把这个稳定电压作为参照输出。

这就是带隙基准电压的奥秘所在。

不过，别以为它简单哦！为了保证稳定性，电路中的每一个细节都不能出错。

你想啊，这个带隙基准电压产生电路的精度要求高，环境变化大，任何一个小小的干扰，都可能让它“失去方向”。

就像我们开车上路，忽然遇到个大坑，轮胎压坏了，整车都会受影响。

所以呢，设计师们可得把每个环节都考虑得非常周到，一点不马虎。