高精度CMOS带隙基准源的设计
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式中:△VBE表现出正温度系数,而且此温度系数是与温度无关的常量。
1.3 一阶温度补偿带隙基准源
将正、负温度系数的电压加权相加,就可以得到一个近似与温度无关的基准电压。常见的一阶可调基准源电路如图1所示。
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式中:N为Q2与Q1的发射结面积之比,式(4)中第一项具有负的温度系数,第二项具有正、负温度系数,合理设计R0与R1的比值和N的值,就可以得到在某一温度下的零温度系数的一阶基准电压。式(5)中方括号内是约为1.25 V的一阶温度无关基准电压,通过调节R2/R0的比值,可以得到不同大小的基准电压。
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2 电路结构及原理分析
图2为本文设计的基准源整体电路图,包含带隙核心电路、反馈补偿电路和启动电路。其中虚框a为带隙核心电路,虚框b为偏置及反馈补偿电路,虚框c为基准源启动电路。
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2.1 带隙核心电路
图2中,由Mp1~Mp3,MN1,MN2,R1,R2和Q1,Q2组成的电路构成带隙核心电路。输入晶体管的偏置电流由PMOS电流源提供,可通过减小其电流,而不是减小其宽长比来降低负载器件的gm,从而增加其差动放大增益。
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