简易带隙基准源设计：高电源电压抑制比与低温漂

"一种简单的带隙基准源，胡浩，陈星弼，电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室" 本文探讨的是一种基于两管带隙基准源的简单化设计，旨在提供一个具有高电源电压抑制比和低温度漂移系数的基准电压源。带隙基准源在模拟集成电路中扮演着关键角色，因为它们能够生成几乎不受电源电压和工艺参数影响的稳定电压参考，尽管会受到温度的影响。基本的带隙基准源利用了双极型晶体管的BE结电压和热电压之间的温度依赖性来创建一个理论上温度系数为零的电压。 作者胡浩和陈星弼提出的新设计是在传统的两管带隙基准源基础上进行改进。这种电路结构简洁，仅使用六个晶体管和三个电阻，通过反馈环路实现了对电源电压变化的高度抑制，从而提高了输出电压的稳定性。反馈环的工作分析揭示了如何有效地抵消电源电压波动对基准电压的影响，确保在宽电源电压范围内保持输出电压的精度。 在电路中，两个NPN晶体管的发射极面积不同，导致不同的发射极电流，通过比例关系和电阻网络实现电压的均衡。当发射极电流的比值与晶体管发射极面积的比值相等时，可以得到一个与温度相关的电压，这个电压经过适当处理后，可以构成带隙基准电压。 该设计的性能指标包括：基准输出电压的典型值为1.255V，电源电压抑制比在低频时达到约60dB，但在1MHz时降至40dB。这表明在高频下，虽然电源电压抑制比有所下降，但仍然保持了相当高的稳定性。温度漂移系数在-20℃至120℃的温度范围内仅为10ppm/℃，显示出良好的温度稳定性。 论文还提到了版图设计的注意事项，这对于实际应用中的电路性能至关重要。合理的版图设计可以进一步优化电路的性能，减少寄生效应，提高整体的精度和可靠性。 总结来说，这篇论文介绍的简单带隙基准源电路提供了一种有效且经济的解决方案，能够在不牺牲性能的前提下简化电路设计。这一成果对于模拟集成电路设计者来说具有重要的实践意义，特别是在需要高精度参考电压的场合，如数据转换器、振荡器和其他模拟模块的设计中。