低温漂低功耗带隙基准源设计：一种新型CMOS电路

"电源技术中的一种低温漂低功耗的带隙基准源的设计 电源技术" 在电源技术领域，带隙基准源是一种至关重要的组件，它为电子设备提供了一个稳定的参考电压，不受电源电压波动和环境温度变化的影响。随着便携式电子产品的普及，对低电压、低功耗的基准电压源需求日益增长，这促使了带隙基准源设计的不断提升。带隙基准源广泛应用于各种数模混合电路，如数/模转换器、模/数转换器、存储器和开关电源等，因为其稳定性能直接影响到整个系统的电源产生和电压调节。 传统的带隙基准源通常采用一阶补偿技术，能够实现约10ppm/℃的温度系数，但这种技术的局限性在于无法提供更优秀的温度稳定性。为了解决这个问题，研究人员发展了多种补偿技术，例如二阶温度补偿、分段线性补偿和指数温度补偿等。这些方法虽然能提升温度补偿效果，但往往伴随着电路结构的复杂化，或者对工艺的严格要求，甚至可能增加制造成本。 本文介绍了一种基于共源共栅电流镜负载的低温漂、高电源抑制比的CMOS带隙基准电压源设计。这种设计巧妙地利用了新型核心电路和NMOS输入管的套筒式共源共栅运算放大器，以显著降低带隙基准源的输出温度系数。通过这种方式，设计出的基准源在保持良好性能的同时，避免了传统技术的复杂性和高成本问题。 曲率补偿的带隙基准是这种设计的关键。双极型晶体管的基-发射极电压（VBE）的温度特性是非线性的，可以通过泰勒展开进行近似处理。这个特性使得基准源的输出电压可以根据温度变化进行微调，从而实现低温漂。公式(1)和(2)揭示了VBE的温度特性与工艺参数之间的关系，为设计低温漂的带隙基准提供了理论基础。 该设计针对便携式电子设备的需求，提出了一种创新的低功耗、低温漂带隙基准源方案，利用优化的电路结构和补偿技术，提高了基准源的稳定性和电源抑制比，降低了对外部条件的敏感性。这一成果对于推动电源技术的发展，特别是对于提高便携式电子设备的性能和能效具有重要意义。