无运放带隙基准电路设计

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带隙基准电路设计要点

帯隙基准电路设计（东南大学集成电路学院）一.基准电压源概述基准电压源(Reference V oltage)是指在模拟电路或混合信号电路中用作电压基准的具有相对较高精度和稳定度的参考电压源，它是模拟和数字电路中的核心模块之一，在DC/DC ，ADC ，DAC 以及DRAM 等集成电路设计中有广泛的应用。

它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个电路系统的精度和性能。

模拟电路使用基准源，是为了得到与电源无关的偏置，或是为了得到与温度无关的偏置，其性能好坏直接影响电路的性能稳定。

在CMOS 技术中基准产生的设计，着重于公认的“帯隙”技术，它可以实现高电源抑制比和低温度系数，因此成为目前各种基准电压源电路中性能最佳、应用最广泛的电路。

基于CMOS 的帯隙基准电路的设计可以有多种电路结构实现。

常用的包括Banba 和Leung 结构带薪基准电压源电路。

在综合考虑各方面性能需求后，本文采用的是Banba 结构进行设计，该结构具有功耗低、温度系数小、PSRR 高的特点，最后使用Candence 软件进行仿真调试。

二.帯隙基准电路原理与结构1.工作原理带隙基准电压源的设计原理是根据硅材料的带隙电压与电源电压和温度无关的特性，通过将两个具有相反温度系数的电压进行线性组合来得到零温度系数的电压。

用数学方法表示可以为：2211V V V REF αα+=，且02211=∂∂+∂∂T V T V αα。

1).负温度系数的实现根据双极性晶体管的器件特性可知，双极型晶体管的基极-发射极电压BE V 具有负温度系数。

推导如下：对于一个双极性器件，其集电极电流)/(ex p T BE S C V V I I =，其中q kT V T /=，约为0.026V ，S I 为饱和电流。

根据集电极电流公式，得到：SC T BE I I V V ln= (2.1) 为了简化分析，假设C I 保持不变，这样： TI I V I I T V T V S S T S C T BE ∂∂-∂∂=∂∂ln (2.2) 根据半导体物理知识可知：kT E bT I gm S -=+ex p 4 (2.3)其中b 为比例系数，m ≈−3/2，Eg 为硅的带隙能量，约为1.12eV 。

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。

带隙基准电路设计与仿真

带隙基准电路设计与仿真带隙基准电路是一种用于产生稳定电压参考的电路，它的工作原理是利用带隙参考电压源的稳定性，将其转换为稳定的输出电压。

在电子设备中，带隙基准电路被广泛应用于各种需要稳定参考电压的场合，如模拟电路中的比较器、放大器、ADC、DAC等。

1.确定设计指标和要求：首先需要确定带隙基准电路的设计指标和要求，包括输出电压的精度、波动、温漂等。

这些指标将直接影响到整个电路的设计和性能。

2.选择合适的带隙参考电压源：带隙参考电压源是带隙基准电路的核心部分，选择合适的电压源对于整个电路的性能至关重要。

常见的带隙参考电压源有基准二极管电压源、基准电流源和温度补偿电压源等。

3.设计和优化调整电路：调整电路用于校准输出电压，使其达到所需的精度，也可以用于调整输出电压的温度系数。

调整电路通常由运放、电阻网络和校准电压源等组成，通过合理选择和设计这些元件，可以优化整个电路的性能。

4.进行仿真和优化：在设计结束后，需要进行电路的仿真和优化。

通过仿真可以验证电路的性能，并进行参数调整和优化，以满足设计指标和要求。

5.制作原型并测试：在设计和仿真完成后，可以制作原型并进行测试。

测试结果将反馈给设计人员，并根据需要进行进一步的调整和优化。

设计带隙基准电路需要综合考虑电路的稳定性、精度、功耗和成本等因素。

在选择和设计电路元件时，可以采用一些常用的优化方法，如小信号模型分析、傅里叶级数分析、参数扫描等。

最后，需要注意的是，在设计带隙基准电路时，还应考虑一些特殊因素，如温度变化、噪声干扰、工作电流等影响电路性能的因素，并采取相应的补偿措施。

总之，带隙基准电路的设计与仿真是一个复杂的过程，需要综合考虑各种因素，通过合理的选择和设计来满足设计指标和要求。

基于0.18μm的无电阻无运放低功耗带隙基准源设计

第１５卷，第１期
ＶＯｌ１５，Ｎ０．１
电子
与
封
装
总第１４１期
２０１５年１月
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ＆ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ
＠
基于Ｏ．１８ｇｍ的无电阻无运放低功耗带隙基准源设计
李燕霞，龚敏，高博
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｎｏｎ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌａｍｐｌｉ６ｅｒｓｂｎｄａｇａｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅＳＯＵｌ＇Ｃｅｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅ
ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｈｅｔｂａｎｄｇａｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎ．Ｕｓｉｎｇｓｅｌｆ－ｂｉａｓｅｄｄｅｓｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｏａｖｏｉｄｓｔａｒｔ — ｕｐｃｒｉｃｕｉｔ
ｎｄａｂｉａｓｃｉｒｃｕｉｔ，ａｌｌｔｈｅＭＯＳｔｒａｎｓｉｓｔｏｒａｒｅｗｏｒｋｉｎｇｎｉｔｈｅｓｕｂｔｈｒｅｓｈｏｌｄｒｅｇｉｏｎｔｏａｃｈｉｅｖｅｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｄｅｓｉｎ，ｇｍａｋｉｎｇｈｅｔｗｈｏｌｅｃｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃａｐａｂｌｅｏｆｏｐｅｒａｔｉｎｇａｔａｌｏｗｖｏｌｔａｇｅｏｆ１．２ａｌｓｏａｄｏｐｔｅｄｂｙｔｈｅＢＪＴｏｒｄｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｃｏｍｐｏｓｅｄｉｍｐｒｏｖｅｄｒｉｆｔｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔｃｒｃｉｕｉｔ．ｈｅＴｃｒｃｉｕｉｔｕｓｅｓＳＭＩＣＯ．１８ｐａｎＣＭＯＳｍｉｘｎｇｉｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌ￣ｓｈｏｗｈａｔｔｕｎｄｅｒ１．２Ｖｓｕｐｐｌｙｖｏｌａｇｔｅｂｅｔｗｅｅｎ－１０℃ ｔｏ１１０℃ ，ｈｅｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖｏｌａｇｔｅｉｓ５７９ｍＹ，ｄｒｉｔｆｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔｏｆｏｎｌｙ８．４× １０一 ℃ １．ｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｏｎｌｙ７４２ｎＷ．

带隙基准运放正负端变换

《带隙基准、运放和正负端变换的深度探讨》一、引言带隙基准、运放和正负端变换，这三个概念在电子工程领域中扮演着非常重要的角色。

它们分别代表着电路设计中的基准稳定性、信号放大和信号正负极性的转换，是电路设计中不可或缺的部分。

在本文中，我们将深入探讨这三个概念，逐步解读它们的核心原理和应用场景，为读者呈现一个全面的图景。

二、带隙基准的作用和原理1. 什么是带隙基准带隙基准是一种电路设计中常用的基准电压源，它能够提供一个稳定的电压，用于参考其他电路元件的工作电压。

带隙基准的特点是具有高稳定性和低温漂移，因此在精密电路设计中得到广泛应用。

2. 带隙基准的原理带隙基准的原理基于半导体材料的能带结构，在适当的电路设计下，通过带隙参考电路可以实现对稳定电压的产生。

带隙基准的稳定性很大程度上取决于半导体材料的特性，因此在设计中需要高度关注材料的选取和电路的稳定性设计。

三、运放的功用和特点1. 运放的作用运放是一种广泛用于信号放大和处理的电子元件，它能够将输入信号进行放大，并输出到其他电路中。

在电子系统中，运放通常用于放大微弱的传感器信号，使其能够被后续电路准确地处理。

2. 运放的特点运放具有高输入阻抗、低输出阻抗和大增益的特点，因此可以实现对输入信号的高精度放大。

运放还具有良好的温度稳定性和线性性，使其成为电子设计中不可或缺的部分。

四、正负端变换电路的设计和应用1. 正负端变换电路的设计原理正负端变换电路是一种将信号的正负极性进行转换的电路，通常用于需要反向输入信号的场合。

正负端变换电路的设计原理涉及到运算放大器的应用，通过适当的反相和非反相输入，可以实现信号的正负端变换。

2. 正负端变换电路的应用场景正负端变换电路在实际电路设计中有着广泛的应用场景，例如在测量电路中，当需要对输入信号的极性进行转换时，就可以使用正负端变换电路。

在自动控制系统和信号处理系统中，正负端变换电路也扮演着非常重要的角色。

五、总结与展望本文从带隙基准、运放和正负端变换三个方面对电路设计中的重要概念进行了深入探讨。

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。

一种无需运放的低温漂带隙基准源设计

沈勇，解光军
２００）３０９（肥工业大学电子科学与应用物理学院，合安徽合肥
摘
要：文章依据带隙基准电压源的基本原理设计了一种低温漂的带隙基准源，与传统带隙基准相比，设所
１０℃范围内输出变化０
计的电压源未使用运放。该基准电源电路有较低的温度系数和较高的电源抑制比，此外还增加了启动电路，
Ａｓｒｃ：ａｅｎｔｅｂｓｃｔｅｒｆｂｎｇｐｖｌｇｅｅｅｃ，ａｂｎｇｐｒｆｒｎｅｗｉｏｔｍｐｒｔｒｂｔａｔＢｓｄｏｈａｉｈｏｙｏａｄａｏｔｅｒｆｒｎｅａｄａｅｅｅｃｔｌｗｅｅａｕｅａｈｌｔｒｐｓｄｏａｅｔｔｅｎｍｌｅ，ｈｒｎｍｐｉｒｏｈｒｓｎｎｇｐｒｆｒｎｅｔｆａｓｉｐｏｏｅ．Ｃｍｐｒｄｗｉｈｏｍｎｓｔｅｅｉｏａｌｅｒｔｅｐｅｅｔａｄａｅｅｅｃ．Ｉｏｓｈｏｓｉｆｆｂ
第３３卷第６期
２１００年６月
合肥＿７－业大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡｌＯＦＥＨＦＥＩＵＮＩＶＥＲＳＴＹＩＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏ．３Ｎｏ６１３．
Ｊｎ００ｕ．２１
一
种无需运放 Hale Waihona Puke 低温漂带隙基准源设计
（ｃ ∞ ｌｏｅｔｏｉｃｅｃｎｐｉｄＰｈｓｃ，ＨｅｅｉｅｓｔｆＴｅｈｏｏｙ，Ｈｅｅ３０９，Ｃｈｎ）ＳｈｆＥｌｃｒｎｃＳｉｎｅａｄＡｐｌｙｉｓｅｆｉＵｎｖｒｉｙｏｃｎｌｇｆｉ２００ｉａ

一种低功耗无运放的带隙基准电压源设计

一种低功耗无运放的带隙基准电压源设计邹勤丽;汤晔【摘要】Design a new bandgap voltage reference without op-amp. In the circuit, negative feedback clamping were used to avoid the use of op-amp, eliminating effects of offset and power supply rejection ratio (PSRR) of the op-amp on accuracy of bandgap voltage reference. The new design has more accuracy and PSRR than the traditional bandgap voltage reference without op-amp. It bases on SMIC 0.35μm standard CMOS process and Cadence Spectre environment to simulation. The voltage of supply is 3.3 V and the temperature range is from-55℃to 125℃, the PSRR is up to 82 dB, the power consumption is 0.06 mW.%设计了一种新型无运放带隙基准源。

该电路使用负反馈的方法，避免了运放的使用，从而消除了运放带隙基准电路中运放的失调电压对基准源精度的影响，同时还提升了电源抑制比，且降低了功耗。

该新型电路比传统无运放带隙基准电路具有更高的精度和电源抑制比。

该设计基于SMIC 0.35μm标准CMOS工艺在Candence Specture环境下进行仿真，电源电压采用3.3 V，温度范围为-55~125℃，电源抑制比为82 dB，功耗仅有0.06 mW。

8 无运放的带隙基准设计工艺角模拟

在图6.10种我们可以在黑三角的下面选择我们想要的工艺角，这样ttt就得到了一种组合，这样在继续点击Add Corners，输入你想要的工艺角组合，一共有45种组合。设置完毕后保存，方法是File->Save Setup As...再输入文件名。
3、工艺角仿真
在Analog Corners Analysis窗口中，点击run就开始仿真了，仿真结束，就得到一组曲线，每条曲线代表一种工艺角的组合。如图6.12所示：
/cad/smic018_tech/Process_technology/Mixed-Signal/SPICE_Model/ms018_v1p6_spe.lib
/cad/smic018_tech/Process_technology/Mixed-Signal/SPICE_Model/ms018_v1p6_spe.mdl
6.2
这里只介绍晶体管的参数设置，mos管、电阻和电压的设置如电路图所示。晶体管的参数设置，Q1和Q3的Multiplier项都设为1，Q2的设为8。
6
DC分析的设置如图6.2所示：
设置好的ADE对话框如图6.3所示：（设置方法和以前一样）注意别忘了加库的路径。
6
点netlist and run，得到在工艺角tt和bjt_tt时的输出电压随温度的变化关系：
国家集成电路人才培养基地
培训资料(8)
无运放的带隙基准设计
2006-7
实Hale Waihona Puke 六6创建cellview，电路图如图6.1所示：（最好是自己设计宽长比，不要照搬原理图上的）
对每个mos管、三极管、电源和电阻设置好参数及其宽长比。注意：管子宽长比的设置非常重要，这是做电路设计最重要的一点，一定要尽量做到使电路性能最优。相信大家现在对软件已经很熟悉了，那么现在的重点应该在电路设计上。在电路中，M0的作用是做启动电路。

一种低功耗无运放的带隙基准电压源设计

ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｉｓｆｒｏｍ一５５￣Ｃｔｏ１２５℃ ，ｔｈｅＰＳＲＲｉｓｕｐｔｏ８２ｄＢ，ｈｅｐｔｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓ０．０６ｍＷ．
ＰＳＲＲｔｈａｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｂａｎｄｇａｐｖｏｌｔａｇｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｗｉｔｈｏｕｔｏｐ — ａｍｐ．ＩｔｂａｓｅｓｏｎＳＭＩＣ０．３５ｕｍｓｔａｎｄａｒｄＣＭＯＳｐｒｏｃｅｓｓａｎｄＣａｄｅｎｃｅＳｐｅｃｔｒｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｔｏｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｏｆｓｕｐｐｌｙｉｓ３．３Ｖａｎｄｔｈｅ
关键词：带隙基准；无运放设计；低功耗；ＣＭＯＳ
中图分类号：ＴＮ４０２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６８１－１０７０（２０１５）０２ — ００２２ — ０３
ＡＢａｎｄｇａｐＶｏｌｔａｇｅＲｅｆｅｒｅｎｃｅｗｉｔｈＮｏＯｐ— ａｍｐａｎｄＬｏｗＰｏｗｅｒ
摘
要：设计了一种新型无运放带隙基准源。该电路使用负反馈的方法，避免了运放的使用，从而
消除了运放带隙基准电路中运放的失调电压对基准源精度的影响，同时还提升了电源抑制比，且降低了功耗。该新型电路比传统无运放带隙基准电路具有更高的精度和电源抑制比。该设计基于

一种无运放输出可调的带隙基准电压源设计

一种无运放输出可调的带隙基准电压源设计杜士才，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）摘要：设计了一种输出可调的带隙基准电压源。

该电路结构简单，无运放结构，避免了运放失调电压对基准电压源精度的影响。

调整电阻即可调整带隙基准的输出电压。

该设计基于TSMC 0.18μm BCD 工艺，采用Spectre 进行仿真。

仿真结果显示，在电源电压2~6V 、温度-55~125℃的范围内，可产生输出可调的带隙基准电压，最大功耗为57μW 。

关键词：带隙基准电压；无运放；输出可调中图分类号：TN402文献标识码：A文章编号：1681-1070(2018)08-0033-03Design of Adjustable Bandgap Voltage Reference without OpampDU Shicai ，FANG Fang ，Li Juan(China Electronics Technology Group Corporation No.58Research Institute,Wuxi 214072,China )Abstract:A new bandgap voltage reference with adjustable output is designed.A simple circuit structure without op-amp is adopted,avoiding the effect of offset voltage on the accuracy.And ,the bandgap output voltage can be adjusted by trimming the resistors.The design is based on TSMC 0.18μm BCD process and Spectre environment to simulate.Simulation results show that with an input voltage range of 2V to 6V and the temperature range of -55℃to 125℃,the bandgap reference has an adjustable output voltage.And the power consumption is less than 57μW.Keywords:bandgap voltage reference;no opamp design;adjustable output voltage收稿日期：2018-03-231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。

一种新型无运放的带隙基准电路

第18卷，第4期V o l .18 $ N o .4电子与封装ELECTRONICS & PACKAGING总第180期2018年4月一种新型无运放的带隙基准电路阮建新，肖培磊(中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡214072)摘要：设计了一种新型无运放的带隙基准电路，利用电流镜和负反馈技术省去了运放，消除了运放带隙基准电路中失调电压对基准精度的影响，提升了电源抑制比。

相比于传统的无运放带隙基准结构，该新型电路具有更高的精度和电源抑制比。

基于〇.?5 !m 的B C D 工艺，在Cadence Spectre 环境下进行了仿真。

在5V 电源电压下，电源抑制比为79d B ，-40〜125 O 温度范围内的温度系数为4.2x10-6/°C 。

关键词：带隙基准；无运放基准源v 启动电路；负反馈中图分类号：TN 402 文献标识码：A 文章编号i 1681-1070 (2018) 04-0010-03A New Op Amp-Less Bandgap Voltage Reference CircuitRU AN Jianxin , X IA O Peilei{China Electronic Technology Group Corporation No.5# Research Institute, Wuxi 214072, China)Abstract: A n Op amp-less bandgap voltage reference circu it w hich use current m irrors and negative feedbacktechnique is presented in this paper . W ith the use o f t hese technique , operational am plifier (OP ) is avoided using in this circu it , thus elim inating effects o f offset and power supply rejection ratio (P 5RR ) o f t he OP on accuracy o f bandgap voltage reference . Based on 0.35 !m BCD process , the circu it is simulated through Cadence Spectre software . Sim ulation results show that a temperature coefficient o f 4.2x 10-6/k in the rang from -401 to125 m and a PSRR o f 79 dB .Keywords: bandgap voltage reference ; Op amp-less reference source ; start up circu it ; negative feedback1引言在模拟电路中，能够提供稳定的电压或者电流的基准是必不可缺的V 基准的精度、温漂、电源抑制比等指标直接影响了整个电路的特性[1]。

《带隙基准电路》课件

调整电阻值
运放是带隙基准电路中的关键元件，其性能直接影响电路的性能。需要根据电路要求选择合适的运放，如带宽、噪声、失调等参数。
选择合适的运放
电源电压和功耗是带隙基准电路的重要参数，需要考虑在满足性能要求的同时，尽量减小功耗和电源电压。
考虑电源电压和功耗
1
2
3
利用CMOS工艺制作带隙基准电路，具有高集成度、低功耗等优点，是当前最常用的实现方法。
带隙基准电路
目录
带隙基准电路概述带隙基准电路的基本原理带隙基准电路的设计与实现带隙基准电路的性能测试与评估带隙基准电路的改进与发展趋势
01
CHAPTER
带隙基准电路概述
带隙基准电路是一种集成电路，用于产生一个与温度和电源电压无关的参考电压或电流。
它利用双极晶体管的基极-发射极电压差（ΔVBE）的正温度系数和硅的带隙电压（VBG）的负温度系数来产生一个零温度系数的电压或电流。
性能比较
将带隙基准电路的性能与其他同类电路进行比较，以评估其性能优劣。
数据分析
对测试数据进行统计分析，以评估带隙基准电路的性能指标是否满足设计要求。
改进建议
根据测试结果，提出改进带隙基准电路性能的建议和措施，以提高其性能。
03
02
01
05
CHAPTER
带隙基准电路的改进与发展趋势
温度补偿
01
通过分析电路的频率响应、噪声和温漂等特性，评估带隙基准源的稳定性。
稳定性分析
启动电路
线性调整率
带隙基准源在输入电压变化时，输出电压的变化率。
负载调整率
带隙基准源在不同负载条件下，输出电压的变化率。
03
CHAPTER
带隙基准电路的设计与实现

新型cmos无运放带隙基准

新型cmos无运放带隙基准
1CMOS无运放带隙基准
CMOS(可控制多大小型号)无运放带隙基准技术是一种最新的集成电路技术，针对现代复杂电路系统提供了准确，快速，稳定地信号输出。

这种新型技术使用的是运放的传统的门栅构造来实现信号的输出，不再使用耗时的形成周围晶体管相连接的电路，而是使用一种在半导体行业被广泛使用的模块化的构造技术。

这种技术的优点在于，可以有效改善电路的运作稳定性和能量利用率，使用户可以得到更加精确，快速，稳定的信号输出。

此外，由于不需要电路板上繁琐的电路构造，可以产生更小尺寸，更轻量的集成电路产品，降低成本和耗电量。

2基准以及优势
带隙基准技术的主要目的是让运放的功率损耗更小，增加其输出稳定性，提高信号质量，从而更好的满足电子电路系统的需求。

这种技术的优势在于，可以支持更高功能，更高稳定性，更低功耗，更快输出门控，更大输入电压范围，更小噪声，更简单的调节。

3应用
无运放带隙基准技术目前已经广泛应用于多种电子系统，如汽车传感器系统、手机系统、机器人系统等。

此外，由于其精确，稳定的输出特性，也可以广泛应用于自动化控制，智能家居系统，电子工程设计等领域。

4总结
总的来说，CMOS无运放带隙基准技术是一种新型集成电路技术，具有更快，更精确，更稳定，更小噪声，更小尺寸，更低功耗等众多优势，广泛应用于多种电子系统，智能家居系统，控制系统等领域，具有潜在的巨大商业价值。

无bjt的带隙基准电路

无bjt的带隙基准电路
无Bjt的带隙基准电路是当今电子技术领域中非常重要的一个研究方向。

由于传统的带隙基准电路通常使用Bjt（双极结型晶体管）作为主要元件，但是Bjt的制造工艺和版图设计较为复杂，而且其参数稳定性也较差，因此无Bjt的带隙基准电路成为了研究热点。

无Bjt的带隙基准电路的主要思想是利用其他类型的电子器件或电路来替代Bjt，以达到实现带隙基准电压的目的。

其中，使用CMOS工艺制作带隙基准电压是最常见的方法之一。

相比传统的带隙基准电路，无Bjt的带隙基准电路具有以下优点：
制造工艺简单：由于无Bjt的带隙基准电路不需要使用Bjt，因此其制造工艺更加简单，易于实现大规模集成。

参数稳定性好：由于无Bjt的带隙基准电路中的主要元件不是Bjt，因此其参数稳定性较好，温度系数也较低。

功耗低：由于无Bjt的带隙基准电路中的主要元件不是Bjt，因此其功耗较低，有利于延长电池寿命。

然而，无Bjt的带隙基准电路也存在一些挑战和限制：
精度问题：由于无Bjt的带隙基准电路中的主要元件不是Bjt，因此其精度可能会受到影响，需要采取措施提高精度。

温度稳定性问题：由于无Bjt的带隙基准电路中的主要元件不是Bjt，因此其温度稳定性可能不如传统的带隙基准电路。

需要采取措施提高温度稳定性。

综上所述，无Bjt的带隙基准电路是当前电子技术领域中非常重要的一个研究方向。

虽然存在一些挑战和限制，但是其优点仍然使得其具有广泛的应用前景。

一种无运放电流模式带隙基准设计

一种无运放电流模式带隙基准设计作者：胡养聪周伟周长胜来源：《现代电子技术》2010年第04期摘要:为满足集成电路中低功耗/低温度系数的要求,基于负反馈钳位原理,采用分段线性补偿技术,通过在高低温度段分别插入非线性电流修正项对基准进行了曲率补偿,得到一种新型的无需运放的曲率补偿电流模式带隙电压基准源。

仿真得到典型工艺下电路在室温27 ℃,工作电压4.5 V下输出电压1.250 62 V,工作电流小于38 μA,功耗小于170 μW。

在-40~+150 ℃。

宽温度范围内,基准电压在1.250 18~1.250 86 V之间变化,温度系数约为2.86 ppm/℃。

关键词:带隙电压基准源;负反馈钳位;电流模式;无运放;分段线性补偿中图分类号:TN402文献标识码:B文章编号:1004-373X(2010)04-019-04Design of Current Mode Bandgap Voltage Reference without OpampHU Yangcong1,ZHOU Wei1,ZHOU Changsheng2(1.Integrated Devices School of Optoelectronic Information,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu,610054,China;2.Electronic Design and Application Center,Chinese Academy of Sciences,Jiaxing,314000,China)Abstract:In order to meet requirement of low power,low temperature coefficient in the integrate circuit,based on negative feedback clamping,a new current mode curvature compensation bandgap voltage reference without Opamp is presented,using mutipiecewise compensation.The simulation results show at a 4.5 V supply voltage,the current consumption is less than 38 μA and the power consumption less than 170 μW.It also shows that the range of output is 1.250 18~1.250 86 V and the temperature coefficient is 2.86 ppm/℃ during the temperature is -40~+150 ℃.Keywords:bandgap voltage reference;negative feedback clamping;current mode;without opamp;piecewise compensation0 引言基准电压源由于具有良好的温度稳定性和电源无关性,在模拟和混合信号集成电路中得到广泛运用,而随着便携式产品的运用,为延长电池寿命,基准电压源的低功耗设计逐级成为人们关注的目标。

带隙基准设计

带隙基准参数设计基准源核心电路参数设计首先，考虑两个三极管发射极面积之比N的选取。

由上述公式可知：N值越大，则R2/R3的比例就越小，从而可以减小电阻的版图面积。

但是N值越大，也会导致三极管的静态电流增大。

折中选取N=8，这样版图可以采用中心对称布局，有利于减少匹配误差。

假设选取的工艺下的三极管的电流大于1uA时，V BE的输出曲线较为平滑。

从节省功耗的角度，假定流过三极管集电极的电流为1uA。

由上述公式可知，当N=8、IR3=1uA、T=300K时，计算得：考虑到R1和R2的数值数倍于R3，则电阻值太大，消耗版图面积太大。

因此，作为折中，选取R3为10K，电流值为5uA左右。

确定了以上参数后，考虑一阶补偿时R2的取值。

对上述公式在T0处求导可得：令上式为零，即进行一阶补偿，可得：化简得：代入参数，V G0=1.205V，查图可知V EB1在5uA的偏执电流下约为716mV，300K温度下V T0=26mV，r=3.2，a=1（三极管的偏置电流为PTA T），N=8，计算得：为了产生600mV的输出电压，需要调整R4的值。

由上式可以推出：在T=300K条件下代入各值，求得R4=48.5K。

考虑到各个电阻阻值偏大，故将各电阻设为高阻多晶型。

然而，高阻多晶虽然有很高的方阻，但是工艺稳定性不太好，故后期的Trimming 工序是必不可少的。

最后，确定电流镜的尺寸。

采用适当偏小的宽长比，可以提高电流镜的过驱动电压，进而可以减小电流镜阈值电压失配所带来的影响。

另外，沟道长度调制效应也是一个重要影响因素，考虑到低压应用不能使用Cascode结构，可以增大器件的栅长来减小沟道长度调制效应的影响。

但是过大的沟道长度会导致版图的面积的增加，需要在性能和版图面积之间做出折中。

经过计算与迭代仿真，选取M1、M2和M3的宽长比为10um/1um。

注意电流镜的版图设计中需采用中心对称布局以减小误差。

综上，通过理论分析，确定带隙核心电路的器件参数为：运算放大器设计运放的性能对带隙的性能有着直接的影响。

无运放带隙基准电路设计

带隙基准电路设计要点

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