基准电压源及放大电路设计知识讲解
模拟集成电路的基准电压源
模拟集成电路的基准电压源模拟集成电路的基准电压源是模拟电路中非常重要的一个组成部分，它可以提供一个稳定的参考电压，用于比较、测量和控制电路中的其他电压。
基准电压源的稳定性和精度对于模拟电路的性能和可靠性至关重要。
在本文中，我们将介绍基准电压源的原理、分类和设计方法。
一、基准电压源的原理基准电压源的原理是利用某种物理效应来产生一个稳定的参考电压。
常见的基准电压源有三种：温度补偿型、Zener二极管型和电压参考型。
温度补偿型基准电压源利用温度对电阻的影响来产生一个稳定的电压。
它通常由两个电阻和一个热敏电阻组成，其中一个电阻的温度系数与热敏电阻相反，另一个电阻的温度系数与热敏电阻相同。
这样，在不同的温度下，两个电阻的变化可以互相抵消，从而保持输出电压的稳定。
Zener二极管型基准电压源利用Zener二极管的反向击穿特性来产生一个稳定的电压。
当Zener二极管的反向电压达到一定值时，它会发生反向击穿，电流急剧增加，从而产生一个稳定的电压。
Zener二极管型基准电压源的优点是简单、可靠，但精度较低。
电压参考型基准电压源利用电压比较器、运算放大器等电路来产生一个稳定的电压。
它的精度和稳定性比较高，但设计和制造成本也较高。
二、基准电压源的分类基准电压源可以按照输出电压的稳定性和精度分为三类：一般基准电压源、精密基准电压源和超精密基准电压源。
一般基准电压源的输出电压精度在1%左右，适用于一般模拟电路的参考电压。
精密基准电压源的输出电压精度在0.1%左右，适用于要求较高的模拟电路，如精密测量、自动控制等。
超精密基准电压源的输出电压精度在0.01%以下，适用于极其精密的模拟电路，如高精度测量、精密仪器等。
三、基准电压源的设计方法基准电压源的设计需要考虑多个因素，如稳定性、精度、温度系数、噪声等。
下面介绍一些常用的设计方法。
1. 采用温度补偿电路来提高稳定性和精度。
2. 采用多级放大器来提高精度和稳定性。
3. 采用反馈电路来提高稳定性和精度。
基本放大电路ppt课件
两线的交点即是Q点，得到IBQ 。在输出特性曲线上，作出直流负载线
VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线，该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc，是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析，可得如下结论：
（1）vi vBE iB iC vCE | vo | （2）vo与vi相位相反； （3）可以测量出放大电路的电压放大倍数； （4）可以确定最大不失真输出幅度。
图12-9 动态工作情况图解
3．放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态
电
压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2．共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同，放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态，下面介绍共发射极放大电路。 （1）电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下： ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T：放大电路的核心器件，具有电流放大
便于计算和调试。
（2）因为耦合电容的容量较
（2）电路比较简单，体积 大，故不易集成化。
较小。
（1）元件少，体积小，易 集成化。
（2）既可放大交流信号， 也可放大直流和缓变信号。
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 。
基准电压源
基准电压源
基准电压源是一种有效的、可靠的电源系统，它可以提供电压特性稳定、一致的电压，从而有效支持电子设备的正常运行。
它可以把电源系统分成三部分：电源，控制器和监测器。
另外，它还可以通过电压检测和调节，有效地控制和维护电压质量。
基准电压源的作用非常重要。
它可以有效地提供稳定的电源，它的输出电压可以根据负载的变化而变化。
此外，它也可以实现智能调节，使负载处于电压稳定的状态，保证设备的正常运行。
这种电源可以实现市电的自动开关机功能，节省用电成本。
此外，基准电压源还可以把负载和环境参数（如温度、湿度）连接起来，检测和监控电压，进行有效地调节和控制。
电压温度位移仪可以测量电压的变化，具有高精度和良好的稳定性。
基准电压源系统的设计应该考虑到电源的稳定性和安全性。
首先，应该检查电源的可靠性，以确保电源的可靠性和安全性。
其次，电源系统应该采用严格的电源设计标准，包括电流、电压、功率等参数。
同时，还要考虑不同环境条件下的电源变化，以预防突然变化给设备造成的损坏。
最后，基准电压源应该经过严格的质量检测，以确保其质量和功能。
它的完整性应该满足相关标准，应该具有可靠的可靠性，可以实现良好的稳定性和低温度环境下的可靠性。
此外，还应该考虑到电源的耐久性，以确保设备的正常运行。
总之，基准电压源是一种重要的设备，它的作用十分重要，可以
有效地支持电子设备的运行，并且可以有效地节省用电成本。
在设计和安装基准电压源时，应该注意以上提到的方面，以确保电源的可靠性和安全性，从而保证设备的正常运行。
放大电路稳压器类型
放大电路稳压器类型稳压器是电子电路中常用的一种装置，其作用是将输入电压稳定在一个固定的输出电压，以保证电路正常工作。
放大电路稳压器是一种常见的稳压器类型，它通过放大电路来调整输出电压，并保持其稳定性。
本文将介绍放大电路稳压器的几种常见类型。
（正文开始）一、电压基准稳压器（Voltage Reference Regulator）电压基准稳压器是最常见的一种放大电路稳压器。
它通过使用一个稳定的基准电压源与放大电路组合，将变化的输入电压转换成稳定的输出电压。
基准电压源通常采用稳定的参考电流源，可以是电阻和二极管组合形式或其他设计。
放大电路部分可以采用差动对输入电压进行放大，并将误差放大程度控制在较小范围内，以实现稳定的输出电压。
二、三极管稳压器（Transistor Regulator）三极管稳压器是另一种常见的放大电路稳压器类型。
它利用三极管的特性对输入电压进行调整，使输出电压保持稳定。
三极管稳压器通常由一个晶体三极管、一个稳定电压源和一个负载电阻组成。
稳定电压源提供一个稳定的基准电压，通过控制负载电阻的电流大小来调整输出电压。
三极管扮演了放大电路的作用，将输入电压调整到稳定的输出电压。
三、运算放大器稳压器（Operational Amplifier Regulator）运算放大器稳压器是一种利用运算放大器作为放大电路的稳压器。
运算放大器是一种高增益电压放大器，具有良好的线性特性和稳定性。
运算放大器稳压器采用真负反馈的方式，通过调节运算放大器的输入电压和负载电阻，将输出电压调整到稳定的水平。
四、集成电路稳压器（Integrated Circuit Regulator）集成电路稳压器是一种采用集成电路实现的放大电路稳压器。
集成电路稳压器通常由一组晶体管、稳定电压源、负反馈网络和输出阻抗组成。
它具有体积小、工作稳定、成本低等优点。
常见的集成电路稳压器有线性稳压器和开关稳压器两种类型。
线性稳压器通过调节晶体管的工作状态将输入电压转换为稳定的输出电压。
《带隙基准电压源》课件
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。
课件基准电压源
1、综合性电子电路和电子系统的设计原则和 基本方法。
2、电子电路设计与实验技术方面一些必要知 识的拓展，如电子电路的电磁兼容性设计，电 子电路及元器件资料的查找，电子系统的装配 以及电子系统的故障处理等。
3、注意树立工程和技术观点，不但要求学生 从掌握知识的角度去学习和实践，还引导学生 从方法论这一更高的基本观点去考虑和处理电 子电路方面的技术问题
六、其他方法
参见教材 课题四 方案二 十翻二运算电路P91~92
七、D/A及出
关于精度问题，在数据基本正确前提下， 只需微调Vref即可
八、扩流电路
接 D/A输出 3
2
11
4
U1:A
1 TL084
BAT1
5V
Q1
2N6545
扩流输出
R1
100
九、元器件范围
7400×1 CD4029×2 7448×2 C392(数码管)×2 DAC0832×1 TL084×1
28C64B×1（74283×4）
9013×1（D313） 自复位按键开关×2
十、通知
课后各班班长领绘图纸
一 、系统结构
二、指标及要求
1、数控基准电压源范围：0~3.3V; 2、步进电压步长：0.1V； 3、预置电压值用两位数码管显示； 4、输出电压值与显示值之间误差小于
2%。 5、附加指标：输出电流33mA。
三、设计方案
四、步进、预置电路
五、十翻二电路（码字转换）
用存储器作为十翻二实现较简单，即以 十进制BCD码作为寻址，对应二进制码 存储并输出即可完成码制转换
课程设计概述和要求
电子电路课程设计是集中性的实践类教学课程，一般 为2周（48学时）。这门课程要求的前期课程有：模拟 电路、数字电路、电子电路实验（含模拟电路和数字 电路实验）。开设这门课程的目的是：让学生巩固和 深化前期电子电路所学课程的理论，进一步提高电子 电路的设计和实践能力；在前期课程的基础上，讲述 综合性和系统性电子电路的设计原则、方法，拓展电 子电路设计与实践技术方面的知识；通过具有综合性 或系统性的大型课题，使学生电子电路设计、装配、 调测、故障处理和文档整理等方面的能力得到进一步 提高，同时使学生体会到电子电路在实践中的工程技 术特点，提高自己的科学素质。
基准电压源设计
= 5.269mV）等
音频或视频
10%绝对基准电压误差
= 声级的1dB误差
与分辨率相比较
基准电压源的1ppm误差相当于20位精度 15ppm相当于16位精度 244ppm相当于12位精度(1/4000)
绝对误差一般通过校准消除
因此重要的是基准电压变化
基准电压源和规格问题
广泛的基础设施和产品基础
模拟放大器将传感器输出转换为4-20mA信号 数据转换器通过4-20mA线路传输信号 HART编码算法现可提供更强的功能
典型4-20mA信号传输器件
AD693将低电平传感器输入转换为4-20mA输出，由环路电源驱动
；同时提供传感器驱动信号
典型4-20mA信号传输器件
无商用器件
跟踪基准电压源具有匹配的正负输出
负基准电压源可以利用运算放大器实现 完整的基准电压源封装内置跟踪功能，性能更好
负基准电压源设计
标准反相运算放大器电路
改进的电路不需要精密 电阻匹配
跟踪基准电压源
高性能跟踪基准电压源AD588利用精密调整电阻实现出色的匹配
跟踪基准电压源
使用四通道运算放大器的多路输出跟踪基准电压源设计 10V、7.5V、5V、2.5V – 其它电压可以设置 需要使用精密电阻
反相运算放大器电路对传感器很有用
电流流向虚拟地，因此传感器上无电压变化 通常比让电流流经电阻更快
用于电源电流检测的高端和低端
光电二极管等效电路
入射 光 光 电流 RSH(T) 100kW 100GW CJ
理想 二极管
注：温度每升高10°C，RSH减半
电流电压转换器（简图）
ISC = 30pA (0.001 fc) R = 1000MW
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基本电压源及放大电路设计
仿真——模块
基本电压源及放大电路设计
仿真——整体
基本电压源及放大电路设计
(1)先用MC1403U基准电压源产生2.
但同一型号管子其击穿电压的离散性很大，稳定性不够高。
实际情况中，输入信号中必然混有交流信号。
基本电压源及放大电路设计
可以看出，输出信号中存在交流成分。
1
2.500
2
4.500
3
10.000
结论：当4 输入电压在20.000
4.5V~455V内时，输出3电0.0压00
稳定在56V左右，误差4极0.0小00，
整个系统符合设计要求。
7
80.000
输出电压/V 3.439 5.000 5.000 5.001 5.002 5.003 5.007
基本电压源及放大电路设计
基本电压源及放大电路设计
MC1403
基本电压源及放大电路设计
MC1403
根据虚短虚断，可知
即
所以当
时
基本电压源及放大电路设计
最佳方案
(1)先用MC1403U基准 电压源产生2.5V稳压
。(22.5)再V电利压用进LM行3同58向AD放对大， 放大两倍后就得到5.0V电 压。
基本电压源及放大电路设计
基准电压源及放大电路设计
基准电压源及放大电路设计
基本电压源及放大电路设计
小组成员：顾少燃、翟旭东 温振、 王谱豪、王佳伟
指导老师：杨新艳
基本电压源及放大电路设计
1
目标
2
分析
3
方案
4
仿真
5
优化
PHale Waihona Puke ge 4基本电压源及放大电路设计
ldo电路工作原理
ldo电路工作原理LDO电路工作原理。
LDO（Low Dropout）稳压器是一种常见的线性稳压器，它可以在输入电压与输出电压之间的压差较小的情况下工作。
LDO电路的工作原理主要由基准电压源、误差放大器、功率放大器和反馈网络组成。
首先，基准电压源产生一个稳定的参考电压，该参考电压与设定的输出电压进行比较。
误差放大器负责将输出电压与参考电压进行比较，然后产生一个误差信号。
功率放大器接收误差信号，并根据它来调整输出电压，使其与设定值保持一致。
反馈网络则将输出电压的一部分反馈到误差放大器，以实现闭环控制。
LDO电路的工作原理可以简单概括为，当输入电压发生变化时，误差放大器会检测到输出电压的变化，并通过功率放大器对输出电压进行调节，使其恢复到设定值。
这种闭环控制的方式可以有效地抑制输入电压的波动对输出电压的影响，从而实现稳定的输出电压。
在LDO电路中，基准电压源的稳定性对整个稳压器的性能起着至关重要的作用。
一个好的基准电压源应当具备高精度、低温漂移和低噪声等特点，以确保输出电压的稳定性和精准度。
此外，LDO电路还需要考虑功率放大器的效率和稳定性。
功率放大器的效率会直接影响整个稳压器的热效应和功耗，而功率放大器的稳定性则关系到稳压器的动态响应和负载能力。
总的来说，LDO电路通过基准电压源、误差放大器、功率放大器和反馈网络的协同作用，实现了对输入电压波动的抑制，从而保证了输出电压的稳定性和精准度。
在实际应用中，设计师需要根据具体的需求和场景选择合适的LDO电路，以达到最佳的稳压效果。
以上就是关于LDO电路工作原理的简要介绍，希望对您有所帮助。
如果您对LDO电路还有其他疑问，欢迎随时与我们联系。
基准电压源
基准电压源
基准电压源是一种重要的电子装置，它可以精确地产生一种标准的电压，这种电压可以作为其他电子设备的参考电压，并为特定的应用提供标准的输入信号。
基准电压源一般被用于电子测量和流行的信号处理技术，如电阻，电容，绝缘和电容度，测量仪器，放大器，复杂的逻辑系统，高速比较器和其他功率电子设备。
一般来说，基准电压源可以分为两类：稳定类和可变类。
稳定类基准电压源指可以精确地输出一个极其稳定的电压，例如5V或3.3V，它可以完成一定的交流变化率要求。
可变类则可以实现电压的持续变化，比如常见的调压电源，它们可以用来控制或测量一定范围内的电压。
由于基准电压源有着不同的结构特性，它们可以应用于不同类型的设备中，并为这些设备提供精确的输出电压。
基准电压源非常重要，它可以用来控制或测量输出信号的电压。
基准电压的准确性非常重要，因为高精度的测量结果需要准确的电压。
基准电压源可以为设备的精确度提供基础。
此外，基准电压源的可靠性也非常重要，因为它可以确保设备的正确运行。
一般来说，一个稳定的基准电压源包括精确的温度补偿，能够抵消环境温度变化而产生的偏差。
此外，基准电压源还可以提供很高的信号谐波和有效噪声含量，以确保电压的精确度。
最后，基准电压源也能够充当感应元件，它能够向用户提供外部信号，例如时间，位置等信号。
由于它的安全性和可靠性，基准电压源也被广泛应用于心率，血压，血氧饱和度监测，身体温度，脉搏等
医疗诊断系统中。
总之，基准电压源是一种重要的电子元件，它能够提供精确的电压，以满足电子系统的工作要求。
它具有精确性，可靠性，安全性和可变性等特点，所以能够广泛应用于多种电子系统中。
模拟集成电路的基准电压源
模拟集成电路的基准电压源模拟集成电路是现代电子技术中不可或缺的一部分，而基准电压源则是模拟集成电路中的重要组成部分。
基准电压源是指在一定条件下提供稳定、可靠且精确的电压输出的电路或器件。
它在模拟集成电路中起到了至关重要的作用，可以提供准确的参考电压，用于校准和补偿其他电路的偏差，从而提高整个模拟集成电路的性能和可靠性。
基准电压源的设计需要考虑多个因素，包括温度稳定性、供电电压变化对输出电压的影响、噪声等。
在模拟集成电路中，为了保证基准电压源的稳定性和精度，通常会采用多种技术和电路来实现。
下面将介绍几种常见的基准电压源设计方法。
首先是电压分压型基准电压源。
这种电路通过将参考电压分压得到所需的输出电压。
它可以使用稳定的电阻分压比例来实现，也可以使用二极管的温度特性来实现。
这种方法简单易用，但对供电电压变化和温度变化较为敏感，需要在设计中进行适当补偿和校准。
其次是电流源型基准电压源。
这种电路将电流源的稳定性转化为输出电压的稳定性。
电流源型基准电压源通常采用差分放大电路和反馈电路来实现，可以提供较高的稳定性和精度。
同时，它对供电电压的变化和温度的变化也具有较好的抵抗能力。
但它的设计和调整较为复杂，需要精确的参数匹配和校准。
另外还有基于参考电压源的基准电压源。
这种电路通过使用稳定的参考电压源和放大电路来实现输出电压的稳定。
参考电压源可以使用稳压二极管、参考电压芯片等来提供，而放大电路可以使用运算放大器等来实现。
这种方法的优点是稳定性和精度较高，但对供电电压变化和温度变化仍然具有一定的敏感性。
除了以上几种方法外，还有一些特殊的基准电压源设计，如基于温度补偿的基准电压源、基于电压比较的基准电压源等。
这些方法在特定的应用中可以提供更高的稳定性和精度。
基准电压源在模拟集成电路中起到了至关重要的作用。
它可以提供稳定、可靠且精确的电压输出，用于校准和补偿其他电路的偏差。
不同的基准电压源设计方法有各自的优缺点，需要根据具体的应用需求进行选择和优化。
模拟集成电路的基准电压源
模拟集成电路的基准电压源一、引言在电子电路中，基准电压源是一种非常重要的元件，它能够提供稳定的电压输出，用于校准和测试其他电路的性能。
在模拟集成电路中，基准电压源的设计和实现是一项关键任务。
本文将详细探讨模拟集成电路的基准电压源的原理、设计方法和应用。
二、基准电压源的原理基准电压源的原理是利用特定的电路结构和元器件特性来实现稳定的电压输出。
常见的基准电压源有电压分压型、温度补偿型、电流源型等。
2.1 电压分压型基准电压源电压分压型基准电压源通过将参考电压与稳定电阻分压来获得稳定的输出电压。
其中，参考电压可以通过电池、稳压二极管或参考电压芯片提供。
2.2 温度补偿型基准电压源温度补偿型基准电压源通过使用温度传感器和补偿电路来实现温度对电压的影响。
这种类型的基准电压源能够在不同温度下提供相对稳定的输出电压。
2.3 电流源型基准电压源电流源型基准电压源通过控制电流的大小来实现稳定的电压输出。
它可以通过调整电流源电阻或采用反馈电路来实现。
三、基准电压源的设计方法设计一个稳定的基准电压源需要考虑多个因素，包括电路拓扑、元器件选择、温度补偿等。
下面介绍几种常用的设计方法。
3.1 基准二极管电压源基准二极管电压源是一种简单且常用的设计方法。
它利用二极管的特性来提供稳定的参考电压。
通过选择合适的二极管和电阻，可以实现较高的稳定性和精度。
3.2 基于运放的电压源基于运放的电压源是一种常见的设计方法。
它利用运放的高增益和稳定性来提供稳定的电压输出。
通过选择合适的运放和反馈电路，可以实现高精度和低温漂移。
3.3 基于参考电压芯片的电压源参考电压芯片是一种专门设计用于提供稳定参考电压的集成电路。
它通常具有高精度、低噪声和低温漂移等特性。
通过选择合适的参考电压芯片和外围电路，可以实现高性能的基准电压源。
四、基准电压源的应用基准电压源在模拟集成电路中有广泛的应用。
下面介绍几个常见的应用场景。
4.1 ADC测量基准电压源用于ADC（模数转换器）的参考电压。
基准电压源及电压放大实验设计
基准电压源及电压放大实验设计一、实验目的1．采用基准电压源产生一个2.0V的稳定电压。
2. 采用运放对基准电压源进行放大。
二、实验原理1.基准电压源理想的电压基准源应该具有完美的初始精度，并且在负载电流、温度和时间变化时电压保持稳定不变。
实际应用中，设计人员必须在初始电压精度、电压温漂、迟滞以及供出/吸入电流的能力、静态电流(即功率消耗)、长期稳定性、噪声和成本等指标中进行权衡与折衷。
两种常见的基准源是齐纳和带隙基准源。
齐纳基准源通常采用两端并联拓扑；带隙基准源通常采用三端串连拓。
齐纳二极管可克服正向二极管作为基准电压的一些缺点，但其温度系数是正的，约为+2mV/℃温度补偿性齐纳二极管体积小、重量轻、结构简单便于集成;但存在噪声大、负荷能力弱、稳定性差以及基准电压较高、可调性较差等缺点。
这种基准电压源不适用于便携式和电池供电的场合。
带隙基准源（采用CMOS，TTL等技术实现）运用半导体集成电路技术制成的基准电压源种类较多，如深埋层稳压管集成基准源、双极型晶体管集成带隙基准源、CMOS 集成带隙基准源等。
由于带隙基准源具有高精度、低噪声、优点，因而广泛应用于电压调整器、数据转换器(A/D, D/A)、集成传感器、大器等，以及单独作为精密的电压基准件，低温漂等许多微功耗运算放。
实验所用基准电压源为MC1403,其参数、内部结构及引脚图如下：MC1403内部原理图利用MC1403可以获得2.5V的稳压，但实验要求获得2V电压。
采用电阻分压原理，在器件输出端加滑动变阻器，调节阻值获得2V稳压，并在电阻两端并联一旁路电容，消除干扰。
设计电路仿真如图所示：2.放大电路集成电路运算放大器是一种电子器件，他是采用一定制造工艺将大量半导体三极管、电阻、电容等元件及它们之间的连线制作在一块单晶体硅的芯片上，并具有一定功能的电子电路。
运算放大器具有增益大、传输损耗小的特点，但其带宽为零，也就意味着其无法进行信号的传输，因此采用反馈实现其对信号的放大。
基准电压源及放大
高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于 LM358AD主要参数
通过查阅资料，基准电压源采用MC1403，放大电路采用LM358运算放大器。 电源电压范围宽：单电源(3—30V)
电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电 电源电压范围宽：单电源(3—30V)
基准电压源及放大电路设计
实验任务
设计一个基准电压的产生和放大电路。 （1）采用基准电压源产生一个的稳定电压； （2）采用运放对基准电压源进行放大。
前期准备
查阅资料，设计电路原理图，确定器件及参数。 通过查阅资料，基准电压源采用MC1403，放
大电路采用LM358运算放大器。 用Multisim画原理图并进行仿真，记录仿真结
LM358 用Multisim画原理图并进行仿真，记录仿真结果。
LM358AD主要参数 MC1403是低压基准芯片。 5~15V，输出电压的允许范围是，典型值是。 单位增益频带宽(约1MHz) 它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、 通过查阅资料，基准电压源采用MC1403，放大电路采用LM358运算放大器。
直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用 ，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
电源电压范围宽：单电源(3—30V)
运算放大器的场合。 单位增益频带宽(约1MHz)
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358AD主要参数 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式 ，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
LDO稳压器高精度电压基准源的分析与设计
LDO稳压器高精度电压基准源的分析与设计LDO稳压器是一种线性稳压器件，其主要功能是在输入电压变化的情况下稳定输出电压。
在很多应用中，需要使用高精度的电压基准源，以确保系统的稳定性和可靠性。
本文将对LDO稳压器高精度电压基准源的分析与设计进行详细讨论。
一、LDO稳压器的基本原理1.输入部分：输入电压经过低通滤波器（包括电容和电感等元件）减少高频噪声，并经过差分放大器的差模输入端。
差分放大器通过放大输入电压与参考电压之间的差值，并产生控制信号。
2.控制部分：控制信号经过放大后驱动功率晶体管的基极，由功率晶体管控制输出电压的大小。
3.输出部分：输出电压通过低通滤波器进一步去除噪声，并输出给负载。
二、高精度电压基准源的要求在很多应用中，需要使用高精度的电压基准源来提供稳定的参考电压。
高精度电压基准源的主要要求如下：1.电压稳定性：电压基准源必须具有高稳定性，即在输入电压变化的情况下，输出电压的变化极小。
2.温度稳定性：电压基准源应具有良好的温度特性，即在不同温度下，输出电压的变化较小。
3.噪声抑制：电压基准源应具有较好的噪声抑制能力，避免将噪声传导到输出端。
三、LDO稳压器高精度电压基准源的设计为了设计一个高精度的LDO稳压器电压基准源，需要考虑以下几个方面：1.参考电压源：选择合适的参考电压源是设计高精度电压基准源的关键。
通常使用基于温度补偿的电流源或电压源作为参考电压。
2.温度补偿：为了提高电压基准源的温度稳定性，可以采用温度补偿电路。
该电路可以根据温度的变化自动调整参考电压的大小。
3.噪声抑制：为了降低电压基准源的噪声水平，可以采用滤波电路和抑制电容等方法。
滤波电路可以减小输入电压的高频噪声，而抑制电容则可以降低输出电压的噪声。
4.反馈控制：为了保持输出电压的稳定，需要设计一个反馈控制电路。
该电路可以将输出电压与参考电压进行比较，并调整差分放大器的放大倍数，以实现稳定的输出电压。
在设计过程中，还需要考虑其他因素，如功耗、成本和尺寸等。
参考电压基准电压
什么是参考电压/基准电压/Refence voltage
背景知识：
基准电压源或电压参考(Voltage Reference)通常是指在电路中用作电压基准的高稳定度的电压源。随着集成电路规模的不断增大。尤其是系统集成技术(SOC)的发展，它也成为大规模、超大规模集成电路和几乎所有数字模拟系统中不可缺少的基本电路模块。
从工作原理的角度来看，主要分为三类:标准电池、温度补偿基准稳压管和集成电路固体基准电压源(简称集成基准电压源)。
一，标准电池
标准电池可分为饱和型和非饱和型两种。
饱和型标准电池输出电压为1.018V，长期稳定性能达到1μV/年(即1ppm/年);但温度系数较大，在接近200℃时，总温度系数约 -40μV/℃ 。由于饱和型标准电池正负级的温度系数不同，在电极间温差仅0.0010℃时，就能引起0.3pV左右的电动势变化，因此要求使用中保持正负级的温度均衡。
从电路的连接方式角度来看，基准电压源主要分为两类。一类是三端式(输入、输出和公共引出端)，又称串联式基准源。这种基准源的主要优点是静态电流比较低，可预先调整好标准输出电压，输出电流可以很大，而又不损失精度。另一类是二端式，又称并联式基准源。这种基准源的主要优点是工作极性比较灵活，但对负载要求比较严格，有时只能提供非标准电压。
现状和发展：
随着集成电路尤其是系统集成技术的发展，基准电压源的应用更为广泛。而复杂多变的工作环境、日益广阔的应用空间，都为基准电压源的发展提供了机遇和挑战。尤其是如何进一步降低基准电压源的温度系数和噪声，提高它的电压稳定度和长期稳定性，将成为人们长期关注和努力的课题。目前，己经出现利用 MOS管中载流子的迁移率和阅值电压的温度效应进行互补偿的设计技术等等。这预示着随着VLSI和SOC技术的迅猛发展，及各种新技术、新工艺的不断应用，高精度基准电压源的设计技术还将不断进步，具有更加广阔的发展空间。
基准电压相关知识详解
集成电路设计中的基准电压相关知识详解基准电压是集成电路设计中的一个重要部分，特别是在高精度电压比较器、数据采集系统以及A/D和D/A转换器等中，基准电压随温度和电源电压波动而产生的变化将直接影响到整个系统的性能。
因此，在高精度的应用场合，拥有一个具有低温度系数、高电源电压抑制的基准电压是整个系统设计的前提。
传统带隙基准由于仅对晶体管基一射极电压进行一阶的温度补偿，忽略了曲率系数的影响，产生的基准电压和温度仍然有较大的相干性，所以输出电压温度特性一般在20ppm/℃以上，无法满足高精度的需要。
基于以上的要求，在此设计一种适合高精度应用场合的基准电压源。
在传统带隙基准的基础上利用工作在亚阈值区MOS管电流的指数特性，提出一种新型二阶曲率补偿方法。
同时，为了尽可能减少电源电压波动对基准电压的影响，在设计中除了对带隙电路的镜相电流源采用cascode结构外还增加了高增益反馈回路。
在此，对电路原理进行了详细的阐述，并针对版图设计中应该的注意问题进行了说明，最后给出了后仿真结果。
l电路设计1.1传统带隙基准分析通常带隙基准电压是通过PTAT电压和CTAT电压相加来获得的。
由于双极型晶体管的基一射极电压Vbe呈负温度系数，而偏置在相同电流下不同面积的双极型晶体管的基一射极电压之差呈正温度系数，在两者温度系数相同的情况下将二者相加就得到一个与温度无关的基准电压。
传统带隙电路结构如图1所示，其中Q2的发射极面积为Q1和Q3的m倍，流过Q1～Q3的电流相等，运算放大器工作在反馈状态，以A，B两点为输入，驱动Q1和Q2的电流源，使A，B两点稳定在近似相等的电压上。
假设流过Q1的电流为J，有：由于式(5)中的第一项具有负温度系数，第二项具有正温度系数，通过调整m 值使两项具有大小相同而方向相反的温度系数，从而得到一个与温度无关的电压。
理想情况下，输出电压与电源无关。
然而，标准工艺下晶体管基一射极电压Vbe随温度的变化并非是纯线性的，而且由于器件的非理想性，输出电压也会受到电源电压波动的影响。
npn 基准电路
npn 基准电路NP-N基准电路是一种常用的电子电路，它由三个元件组成，分别是NPN型晶体管、电阻和电压源。
在这篇文章中，我们将介绍NP-N基准电路的工作原理、应用场景以及一些注意事项。
让我们来了解一下NP-N基准电路的工作原理。
NP-N基准电路的核心元件是NPN型晶体管，它由三层半导体材料构成。
其中，P型材料被夹在两个N型材料之间，形成了一个PN结。
当外部电压施加在PN结上时，会使得PN结正向偏置，导致电流从P区域流向N区域。
而当外部电压施加在PN结反向时，PN结处于截止状态，电流不再流动。
在NP-N基准电路中，晶体管的三个引脚分别为发射极、基极和集电极。
发射极和基极之间的电流被称为基极电流，而集电极和基极之间的电流被称为集电极电流。
通过调节基极电流的大小，可以控制集电极电流的大小。
NP-N基准电路的应用场景非常广泛。
它常常被用于稳压电源、放大电路和开关电路等领域。
在稳压电源中，NP-N基准电路可以提供稳定的电压输出，保证其他电路元件正常工作。
在放大电路中，NP-N基准电路可以将输入信号放大，使其达到所需的幅度。
在开关电路中，NP-N基准电路可以将输入信号转换为高电平或低电平输出，实现开关的功能。
然而，在使用NP-N基准电路时，也需要注意一些问题。
首先，要合理选择电阻的阻值，以保证电路的正常工作。
其次，要防止电路中出现过大的电流，避免对元件造成损坏。
此外，还要注意电路的接地问题，确保电路的接地可靠。
最后，要注意对电路进行正确的连接和布线，以避免引起短路或其他故障。
NP-N基准电路是一种常用的电子电路，它由NPN型晶体管、电阻和电压源组成。
通过合理调节基极电流的大小，可以控制集电极电流的大小。
NP-N基准电路在稳压电源、放大电路和开关电路等领域有着广泛的应用。
然而，在使用NP-N基准电路时，也需要注意选择合适的电阻阻值、防止电路过流、正确接地以及正确连接和布线等问题。
通过合理使用和维护NP-N基准电路，可以保证电路的正常工作，提高电子设备的性能和稳定性。
放大电路电压源
放大电路电压源
放大电路电压源是用来提供放大电路所需输入信号的电压源。
在放
大电路中，使用电压源来提供输入信号的电压，以便经过放大后输出
更大的信号。
电压源可以是直流或交流电源，根据放大电路的需求选
择合适的电压源。
直流电压源是指输出为恒定直流电压的电源。
它可以通过电池、稳
压器或直流电源等设备来提供。
在一些需要稳定直流电压的放大电路中，直流电压源起到了稳定电压的作用。
通过为电压源提供电压调整
的电路，可以保持输出直流电压的稳定性。
交流电压源是指输出为交流信号的电源。
它可以通过交流电源或信
号发生器来提供。
在一些需要对交流信号进行放大的电路中，使用交
流电压源作为输入信号，放大后输出更大的交流信号。
交流电压源可
以产生不同频率的交流信号，以满足不同放大电路的需求。
为了确保放大电路电压源的稳定性和可靠性，我们需要采取一些措施。
首先是选择合适的电源设备，确保输出的电压稳定且符合放大电
路的需求。
其次是使用稳压器对电源进行稳定，以防止电压波动对放
大电路的影响。
还可以采用滤波电路来降低电源噪声，提高放大电路
的信号质量。
在放大电路设计中，选择适当的电压源对于实现放大功能至关重要。
根据放大电路的功率需求、输入信号的特点和电源设备的可用性，选
取合适的电压源是一个复杂而关键的决策。
总之，放大电路电压源是提供输入信号的电源，用于在放大电路中产生所需的信号放大效果。
通过选择合适的直流或交流电压源，并采取相应的措施确保电压稳定性和可靠性，可以实现放大电路的有效工作。
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基本电压源及放大电路设计
方案分析
方案五：带隙基准源（采用CMOS，TTL等技术实现）
Bandgap voltage reference，常常有人简单地称它为 Bandgap。是利用一个与温度成正比的电压与二极管压降之 和，二者温度系数相互抵消，实现与温度无关的电压基准。 因为其基准电压与硅的带隙电压差不多，因而称为带隙基准。 实际上利用的不是带隙电压。现在有些Bandgap结构输出电 压与带隙电压也不一致。 优点：产生基准的目的是建立一个与电源和工艺无关，具有 确定温度特性的直流电压
整个系统符合设计要求。
7
80.000
输出电压/V 3.439 5.000 5.000 5.001 5.002 5.003 5.007
基本电压源及放大电路设计
5 优化
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基本电压源及放大电路设计
系统优化
问题：
实际情况中，输入信号中必 然混有交流信号。这会对系 统的稳定性产生影响。
优化方案：
根据安培定律U=IR，可以获得所需基准电 压。但这种方法获得的基准电压的稳定性 取决于电源的稳定性
方案二：普通正向二极管
不依赖于电源电压的恒定基准电压，但其电压的稳 定性并不高，且温度系数是负的，约为-2mV/℃， 基准电压低。
基本电压源及放大电路设计
方案分析
方案三：齐纳二极管（稳压管）
电压低于5~6V的稳压管，齐纳击穿为主，稳压值的温度 系数为负 ；电压高于5~6V的稳压管，雪崩击穿为主，稳 压值的温度系数为正。但同一型号管子其击穿电压的离散 性很大，稳定性不够高。
基准电压源及放大电路设计
基本电压源及放大电路设计
小组成员：顾少燃、翟旭东 温振、 王谱豪、王佳伟
指导老师：杨新艳
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基本电压源及放大电路设计
1
目标
2
分析
3
方案
4
仿真
5
优化
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基本电压源及放大电路设计
1 目标
设计一个基准电压的产生和放大电路
1.采用基准电压源产生一个5v的稳定电压
2.了解放大电路的基本原理并设计一个放大电路 （倍程不限）
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基本电压源及放大电路设计
2 分析
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如何产生基准电压？
理想基准电压源不随负载、温度、 时间的变化而改变，可以考虑利用 二极管的导通压降固定这一特性； 或者利用MC1403芯片。
如何设计放大电路
考虑到基准电压源的输出为直流 信号，可以考虑使用集成运放进 行放大。
优化后
在系统中加入电 容C=100uF，电 感L=100mL
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基本电压源及放大电路设计
优化后
输出信号中的交流 成分完全被抑制。
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基本电压源及放大电路设计
MC1403
基本电压源及放大电路设计
MC1403
根据虚短虚断，可知
即
所以当
时
基本电压源及放大电路设计
最佳方案
(1)先用MC1403U基准 电压源产生2.5V稳压
。(22.5)再V电利压用进LM行3同58向AD放对大， 放大两倍后就得到5.0V电 压。
基本电压源及放大电路设计
加入电容通交阻直，以及电 感通直阻交的特性，对系统 进行优化。
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基本电压源及放大电路设计
系统优化
利用函数发生器，产 生频率f=50kHz， Vp=5V的噪声,则输入 信号如图所示。
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基本电压源及放大电路设计
优化前
可以看出，输出信号中 存在交流成分。
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4 仿真
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基本电压源及放大电路设计
仿真——模块
基本电压源及放大电路设计
仿真——整体
基本电压源及放大电路设计
仿真——指标测试
序号
输入电压/V
1
2.500
2
4.500
3
10.000
结论：当4 输入电压在20.000
4.5V~455V内时，输出3电0.0压00
稳定在56V左右，误差4极0.0小00，
基本电压源及放大电路设计
3 方案
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基本电压源及放大电路设计
1.电阻分压 2.普通正向二极管 3.齐纳二极管（稳压二极管） 4.温度补偿性齐纳二极管 5.带隙基准源（采用CMOS， TTL等技术实现）
基准电压
放大电路
集成运放 LM358
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方案分析
方案一：电阻分压