带隙基准

带隙基准电压源实验报告

一、实验名称：带隙基准电压源

二、实验目的：

1.熟悉掌握Orcad captureCIS的使用方法以及常见的仿真方法和参数设置。

2.利用Orcad captureCIS设计带隙基准电压源，并完成要求功能。

3.掌握带隙基准电压源的设计原理及计算方法。

三、实验步骤：

（一）参数设置：

1.电源电压VCC=

2.7V，室温下（T=300K）时，IEQ=10uA。

2.确定电路结构后，预选两三极管的发射结面积之比为8，则有公式IEQ=VT*ln(8)/R1，计算可得R1=5.4K。

3.且由Vref=Vbe+αVT，当α=17.2时，使得Vref对温度T的偏导数为0，构成一个带隙基准电压源。而α=(1+R2/R1)ln(8),由R1=5.4K计算得R2=39.3K。

5.再由各级电流确定各放大MOS管以及启动电路MOS管的宽长比。

6.进行仿真验证。

（二）步骤及结果：

1、画出电路结构，按照以上计算的参数设置，电路如图所示：

如上图所示，R1取值为5.4K时，进行温度扫描，所得结果，如下图所示：

由图形曲线可以看出，温度偏移了我预想设置的温度，说明计算存在偏差，我通过改变R1的值来调节，使Vref在室温下是一个定值，且达到最大。如下为参数扫描的曲线，确定R1:

由图形可以看出，在不同的温度下，Vref的变化，以及其随R1的变化。当R1=5.6K时，所有曲线相交于一点，说明当R1=5.6K时，Vref在室温时能达到最大值，更改R1的值后，所得扫描曲线Vref 随温度的变化为：

由图所示，当温度在22~35度之间，Vref为一定值，所得基准电压比较稳定，结果比较满意。

2、仿真验证正温度系数电压，结果如图所示：

如图，两者电压差只有20uV左右，比较稳定，所以输出电压Vref也很稳定，设计非常成功。

仿真观察电源抑制比PSRR，电路图如图所示：

在电源电压上串联一个交流电压源来模拟电源的不稳定，在电源的不断变化时，观察输出基准电压Vref的电压增益，就能得到电源抑制比PSRR，通过交流仿真可以实现，结果如图所示：PSRR仿真图：

如图所示，PSRR值也比较高，在70dB以上，满足设计需求，这次设计很成功。

由此，一个带隙基准电压源的设计计算以及仿真验证就完成了，设计结果符合要求。

四、心得体会：

通过本次实验利用软件分析某一变量随一参数改变的曲线关系，从而得到需要设定的值。还有交流仿真，及其参数设定。掌握了参数扫面以及温度扫描调试。提升了对问题的分析和处理能力。