高电源抑制比带隙基准电压源的设计与优化

"本文介绍了一种高电源抑制比带隙基准电压源的设计，旨在提供一个稳定且具有高电源抑制比的基准电压，适用于各种电子设备。该设计采用了反馈电路技术，通过正负两路反馈来提高交流电源抑制比，确保输出电压不受电源波动影响。电路中选用NPN型三极管来消除运算放大器失调电压的影响，同时进行了温度补偿，降低了温漂。电路基于0.35微米CMOS工艺实现，仿真结果显示，在27℃室温和4V工作电压下，基准电压输出为1.28V，静态电流为2μA，温度系数约为18.9×10^-6/℃，交流电源抑制比达到约-107dB。" 本文详细阐述了一种高电源抑制比带隙基准电压源的设计方法，这种设计对于确保电子系统中关键信号的稳定性至关重要。带隙基准电压源是一种常用于提供恒定参考电压的电路，它能提供几乎不随温度变化的电压值，是许多数字和模拟电路的基础。在本设计中，作者提出了一个利用反馈机制提升电源抑制比(PSRR)的方案，PSRR是指基准电压源在电源电压变动时保持输出电压稳定的能力。高PSRR意味着基准电压源对电源噪声的免疫力强，能更好地为后续电路提供准确的参考电压。 设计中，正反馈和负反馈电路的结合使得基准电压对电源电压的变动更加不敏感，从而提高了PSRR。NPN型三极管的使用有助于消除运算放大器的失调电压，因为这种类型的三极管的特性可以补偿失调，进一步提高了基准电压的精度。此外，电路还经过了温度补偿处理，以减少因温度变化引起的输出电压漂移，从而实现了较低的温度系数，这意味着在较宽的温度范围内，输出电压的变化较小。 电路的实现基于0.35微米的CMOS工艺，这表明设计考虑了低功耗的需求，适合于便携式或嵌入式系统。通过spectre仿真软件进行验证，结果表明在27℃的室温和4V的工作电压下，基准电压源输出1.28V，静态电流仅为2μA，显示出其低功耗的特性。温度系数约为18.9×10^-6/℃，意味着每摄氏度温度变化，输出电压变化18.9微伏，这个数值相对较小，表明了良好的温度稳定性。交流电源抑制比为-107dB，这意味着电源噪声在基准电压上产生了极小的影响。 这种高电源抑制比带隙基准电压源设计为电子系统提供了一个可靠的参考电压源，特别适用于那些对电源波动敏感以及需要高稳定性和低功耗的应用。通过精心设计的反馈电路、三极管选择以及温度补偿，该设计成功地克服了传统基准电压源的一些局限性，提升了性能，为实际应用提供了有力的支持。