一种低温漂带隙基准电压源设计

杨　虹　鲁　正　重庆邮电大学光电工程学院　重庆　400065



一种低温漂带隙基准电压源设计

杨虹鲁正重庆邮电大学光电工程学院重庆400065

【文章摘要】

本文设计了一种适用于DC—DC转换器的带隙基准电压源，在0.18μm的SI MC工艺下，采用Cadence Spectre对电路进行仿真分析。结果表明，在5V的电源电压下，基准输出电压为1.214 V，在-40~+85℃范围内，基准电压的温度系数为2.46x 10-6/℃。

【关键词】

低温漂；温度系数；带隙基准；DC-DC转换器

0　引言

基准电压源在各种电路系统中扮演着重要的角色，其电压稳定性、温度特性、抗噪声能力等直接影响系统的性能和精度。在众多的基准源中，带隙基准电压源由于其高精度、温漂低、高电源抑制比等优点在ADC、DAC、振荡器等电路中得到广泛应用。本文主要设计了一种适用于开关电源的带隙基准电压源，并对其进行了分析和验证。

1　带隙基准电压源电路的分析与设计

本文设计的带隙基准电压源电路如图1所示，由MOS晶体管M0~M6，电阻R0、R1及运算放大器组成。晶体管Q0由n个并列的晶体管单元，而Q1是一个单晶体管单元。运算放大器采用了一个密勒补偿两级运算放大器。

M0、M1和M2构成镜像电流源，理想情况下，运算放大器具有很高的增益，通过反馈环路保证A点与B点电压相等，我们可以得到：

2　仿真与分析

为了验证所设计的带隙基准电压源电路，本文采用了中芯国际（SIMC）0.18CMOS工艺对该电路进行了仿真验证，仿真结果显示，在-40~85范围内，输出带隙基准电压的温度系数为2.46x 10-6/℃。

3　结论

本文设计了一种带隙基准电压源，采用密勒补偿的两级运算放大器，并且该带隙基准电压源已经应用于一种DC-DC转换器电路中，性能很好。

图1　带隙基准电压源电路结构图

图2　密勒补偿两级运算放大器电路图

图3　基准电压的温度曲线图

【参考文献】

[1]张东亮, 曾以成, 陈星燕,等. 曲率补偿低温漂带隙基准电压源设计[J]. 电子元件与材料, 2015(11).

[2]张献中, 张涛. 一种三阶曲率补偿带隙基准电压源的设计[J]. 武汉科技大学学报：自然科学版, 2015(1):67-71.

[3]宗永玲, 陈中良. 采用分段曲率补偿的新型带隙基准电压源设计[J]. 河南科学, 2014(8):1467-1469.

杨虹(1966一)，男，四川蓬溪人，教授，研究方向：微电子材料与元器件及微波技术；

鲁正(1989一)，男，湖北嘉鱼人，研究生，研究方向：CMOS模拟集成电路设计。

【作者简介】