汽车发动机控制芯片的带隙基准电压源电路设计

本文介绍了一种特别设计用于应对汽车发动机高温差环境的基准电压源电路，旨在解决汽车动力系统中控制芯片在极端温度条件下的温度失效问题。这种电路采用了0.18微米的互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺，以确保其能够在低电源电压下稳定工作，并且具有出色的电源抑制比，能够有效地抵抗电源波动对输出电压的影响。 电路的核心是电流型带隙基准电压源结构，这种结构的优势在于它能够提供一个几乎不随温度变化的稳定参考电压。为了进一步增强电路在宽温范围内的性能，设计者提出了一种创新方法，即利用具有不同温度系数的电阻进行高阶补偿。这种方法有助于在整个-50℃至+125℃的温度范围内减小输出电压的温度系数，从而实现了极低的电压误差，平均仅为5.2ppm/℃。 电源共模抑制比（PSRR）是衡量电路对电源噪声抑制能力的关键指标，该电路的最大PSRR可达99分贝（dB），这意味着它可以显著降低由发动机不同工作状态产生的电源纹波对输出参考电压的影响，确保了控制芯片的精度和稳定性。这对于汽车发动机的精确控制至关重要，因为发动机的工作条件可能在短时间内急剧变化，例如启动、加速或刹车时。 在设计中，带隙基准电压源是模拟电路的重要组成部分，特别是对于发动机控制芯片，它需要在严苛的环境中保持稳定。由于发动机舱的温度可能在-50℃到+125℃之间波动，因此基准电压源必须提供极其稳定的偏置电压，以确保芯片内部的各种电路如传感器接口、ADC（模数转换器）和控制器等能够在各种温度条件下正常工作。 总结起来，该文提出的带隙基准电压源电路通过优化的结构设计和补偿技术，成功地解决了汽车动力系统中控制芯片在高温差环境下的关键问题，提升了整个系统的可靠性和耐温性。这一成果对于提升汽车电子系统的整体性能和安全性具有重要意义，特别是在严苛环境下的应用。