關(guān)鍵詞：帶隙基準電壓源；低溫漂；低壓差輸出

中圖分類號：TN431 文獻標識碼：A

0引言

作為模擬集成電路中的重要模塊之一，帶隙基準電壓源可以為電路系統(tǒng)中其他模塊提供穩(wěn)定的電壓基準。帶隙基準電壓源可以提供一個與工藝、電源和溫度變化無關(guān)的電壓，其特性直接影響整個系統(tǒng)的性能[1]。溫度系數(shù)是帶隙基準電壓源最核心的性能指標，直接衡量了帶隙基準電壓在外界溫度變化時保持恒定的能力。通過各種溫度補償方法來降低溫度系數(shù)，是目前帶隙基準電壓源領(lǐng)域的重要設(shè)計趨勢之一。

傳統(tǒng)帶隙基準電壓源一般只會對VBE（雙極性晶體管的基極—發(fā)射極電壓）進行一階溫度補償，由于VBE 中存在高階溫度項，一階溫度補償?shù)臏囟认禂?shù)約為50×10-6 V/℃，在日益增多的高精度電路應(yīng)用中，傳統(tǒng)帶隙基準電壓源已無法滿足要求 [2-3]。因此，高階溫度補償是必要的，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)先后提出各種溫度補償方案，目前常見的有分段線性補償法、指數(shù)曲率補償法和亞閾值金屬—氧化08+wZDfem3KIxxKliazwTg==物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor，MOS）溫度補償法等[4-7]。這些補償方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)較低的溫度系數(shù)，但通常電路較為復(fù)雜、對工藝要求較高、穩(wěn)定性較差，很難滿足高精度的應(yīng)用需求。

針對以上高階溫度補償方法的缺陷，本文基于Brokaw 型帶隙基準電壓源結(jié)構(gòu)，通過公式推導(dǎo)，設(shè)計了一種電阻補償網(wǎng)絡(luò)。通過調(diào)整電阻阻值，可以對帶隙基準電壓源實現(xiàn)高階溫度補償，成功構(gòu)建了一種寬溫度范圍、低溫漂、低壓差輸出的帶隙基準電壓源。

4 結(jié)論

采用0.5 μm BCD 工藝設(shè)計了一款寬溫度范圍、低溫漂、低壓差輸出的帶隙基準電壓源。通過公式推導(dǎo)，設(shè)計了一種電阻溫度補償網(wǎng)絡(luò)，可以對帶隙基準電壓源進行有效的高階補償，實現(xiàn)了基準電壓的低溫漂性能，并添加了低壓差輸出和過流保護結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)果顯示，本文設(shè)計的帶隙基準電壓源在-45 ～ 155℃ 的較寬溫度范圍內(nèi)、5.1 V 電源電壓下，溫度系數(shù)低至3.96×10^-6 V/℃，輸出電壓約為5 V，其在較寬的溫度范圍內(nèi)具有良好的溫度穩(wěn)定性和低壓差輸出性能，可以廣泛應(yīng)用于各種集成電路中。