带隙基准源

带隙基准源

基本指标：共模抑制比（高）；开环增益（）；失调电压（低）；压摆率（）；随温度变化率/系数（低）；温漂（低）；功耗（低）；相位裕度，理想相位裕度60°；

温度系数TC(temperature coefficient)：指温度变化引起的输出电压的变化，一般用ppm/℃来表示。温度系数反映基准源在整个工作温度范围内输出电压最大值与最小值相对正常输出时的变化，对于一阶补偿的带隙基准源电路而言，温度系数一般在几十ppm/℃，经过二阶或高阶的非线性补偿的电路，温度系数可以达到几个ppm/℃以下。目前常用的高阶温度补偿技术包括：二阶曲线补偿技术[10]，指数曲线补偿技术，线形化V BE的技术[11]，基于电阻比值的温度系数的曲线补偿方法等。

线性调整率：用来描述直流情况下电源电压波动对基准电压的影响程度。调整率越小，基准输出电压越稳定。它是基准电压的直流特性参数，与瞬时状态无关。

电源抑制比：表示电源电压在小信号情况下的变化量与基准的变化量之比。亦即等于差分放大倍数与由于Vdd变化引起的放大倍数之比，表达式为A V （Vdd=0）/A V dd（Vin=0），它是基准电压的交流特性参数。

噪声：基准输出电压中的噪声通常包括宽带热噪声和窄带l / f 噪声。宽带噪声可以应用RC滤波器等电路有效的过滤清除。而l / f 噪声是基准源内在固有的噪声，不能被滤除，一般在0.1到10Hz范围内发挥作用。对高精度系统，低频的l / f 噪声的影响是一个重要的参数。

建立时间：指电源上电后，基准源输出达到正常值所需的时间。

表4-1电压基准源设计指标

设计指标描述最小值典型值最大值单位工作温度-40 27 85 ℃工作电压 4.5 5 5.5 V 输出电压 1.24/2.48 1.25/2.50 1.26/2.52 V 输出电流 2 mA 温度系数30 ppm/℃电源纹波抑制比(2MHz) -20 -30 -50 dB

采用自举输入还有以下优点:1)消除了Q1和Q2管的厄尔利效应不对称对K CMR的影响,同时,Q1,2的基极电压和Q5,6的基极电压将随输入共模电压变化,形成共模反馈,所以,K CMR得以大大提高;2)V CB1,2≈0,能有效地消除集-基反向漏电流I CBO对I B的有害干扰;3)由于基极电流很小,所以,该电路有很高的输入阻抗。

图：折叠式自偏置低压共源共栅放大器实现高抗噪性能

为了研究高性能带隙基准电压源的设计，本文将首先着手究影响带隙基准电压源(BGR)性能的因素和提高BGR性能的方再对低压线性(LOD)调节器的高性能GBR进行完整设计分析，借助仿真软件HSPICE 对电路进行模拟仿真，包括带隙基准源源电压调整率、温漂、电源抑制比、启动时间等。最后对带准电压源进行版图设计。本文主要内容如下:

1、介绍本课题的研究目的和意义

2、介绍基准源的性能指标及分类，详细分析带隙基准源的基理和几

种基本架构，并分析其优缺点

3、分析影响带隙基准电压源温度性能的原因并总结目前的改

法

4、对LDO的高性能带隙基准电压源进行设计分析

5、对LDO的高性能带隙基准电压源进行模拟仿真

6、对LDO的高性能带隙基准电压源进行版图设计

DLO线性低压差电源的工作原理如下:输出电压经过采样反馈网络R1、R2后和误差放大器的同相端连接，并与带隙基准电压源输出的参考电压比较，控制电压调整管，保持输出电压稳定。假设输出电压变大，经反馈电阻R1、R2分压后，误差放大器的同相端V INP电压升高，使误差放大器的输出电压升高，功率通路器件的栅源电压V Gs减小，导致R PE变大，迫使输出电压降低，这样整个回路构成一个深度负反馈的系统。认为误差放大器输入端电压相等的情况下，可以得到

输出电压

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1 R R

R

V

V

ref

out +

=。由上式可知，带隙基准源是影响LDO性能的关键因素。带隙基准源的性能直接影响LDO的性能。