Virtuoso IC618-带隙基准

带隙基准



带隙基准原理

带隙基准电压源模块是产生一个与温度,工艺无关的基准电压;将两个温度系数相反的电压通过一个合适的权重相加,可以得到温度系数为零的基准电压。基准电压V_REF:V_REF=aV_1+bV_2
在半导体工艺各种不同的器件参数中,双极型晶体管的特性参数可以提供正温度系数和负温度系数,双极型晶体管具有以下两个特性:
1.双极型晶体管的基-射极电压V_BE(PN结二极管的正向电压)具有与绝对温度成反比的特性。
2.在不同的集电极电流情况下,两个双极型晶体管的基-射极电压差值ΔV_BE与绝对温度成正比。

带隙基准结构

在这里插入图片描述
利用放大器两个输入端的电压相近就可以很方便得将正负温度系数特性结合起来,所以电阻R_3承担了双极晶体管基极-发射极电压的差值ΔV_BE,通过下式可以得到流过电阻R_3的电流为:
在这里插入图片描述

此电流流经电阻R3,R2和晶体管Q2,所以零温度系数的基准电压可以用如下公式求得:
V_REF=V_BE2+I(R_2+R_3 )=V_BE+(V_T  ln⁡m)/R_3 (R_2+R_3)
只要设置合适的电阻R3,2R和m的值就可以达到设计目标.
以上结构电路可以得到的输出电压与温度的关系一般是开口向上的抛物线或开口向下的抛物线,这样就很容易想到如果再叠加一定的曲线,那么就可以进一步消除输出电压的温度效应,使电压更加稳定。

基准电压的产生

将得到的负温度系数V_BE和正温度系数ΔV_BE分别乘以一个合适的权重系数,再求和。得到一个与温度无关的电压:
在这里插入图片描述
后续。。。

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