cMoS模拟集成电路实训 之电压基准的设计 cadence 东南大学微电子学院 IC实验室
CMOS模拟集成电路实训 之电压基准的设计 东南大学微电子学院 IC实验室
内容 带隙电压基准的基本原理 常用带隙电压基准结构 PTAT带隙电压基准 运放输出电压基准 基准电路的发展方向 PTAT带隙电压基准的设计 优化温度特性 实训
内容 • 带隙电压基准的基本原理 • 常用带隙电压基准结构 – PTAT带隙电压基准 – 运放输出电压基准 • 基准电路的发展方向 • PTAT带隙电压基准的设计 • 优化温度特性 • 实训
带隙电压基准的基本原理 带隙电压基准的基本原理:a.+B aT' aT' 0V:>0 BEF=a.V+B·V <0 基准电压表达式: reF=av+ B·V
带隙电压基准的基本原理 带隙电压基准的基本原理： 0 V V T + + 0 V V T − − V V V REF = + + − 基准电压表达式 ： V V V REF = + + − = 0 + + − T V T V
V+,V-的产生原理 利用了双极型晶体管的两个特性: 基极发射极电压(VB)与绝对温度成反比 在不同的集电极电流下,两个双极型晶体管的基极发 射极电压的差值(△VB)与绝对温度成正比 双极型晶体管构成了带隙电压基准的核心
V+,V-的产生原理 利用了双极型晶体管的两个特性： ·基极-发射极电压（VBE）与绝对温度成反比 ·在不同的集电极电流下，两个双极型晶体管的基极-发 射极电压的差值（ΔVBE）与绝对温度成正比 双极型晶体管构成了带隙电压基准的核心
负温度系数电压 双极型晶体管,其集电极电流(Lc)与基极发射极电压(vg)关系为 ex BE/′T 其中,Vx=k/q。利用此公式推导得出vg电压的温度系数为 BE BE (4+m)r-E8 aT T 其中,m-15,Eg=1.12V是硅的带隙能量。当VB≈750mV, T=300K时,OVBE/O7≈-1.5m/°C VgE的温度系数本身就与温度有关
负温度系数电压 ·双极型晶体管，其集电极电流（IC）与基极-发射极电压（VBE）关系为 其中， 。利用此公式推导得出VBE电压的温度系数为 其中， ， 是硅的带隙能量。当 ， 时， 。 · VBE的温度系数本身就与温度有关 exp( ) C S BE T I I V V = (4 ) VBE V m V E q BE T g T T − + − = m −1.5 1.12 E eV g = 750 V mV BE T K = 300 1.5 V T mV C BE − V kT q T =