一种新的1 -V二阶温度补偿参考电流

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1、一种新的1-V二阶温度补偿参考电流摘要：本文主要提出了一个新的双极型温度补偿参考电流。一阶温度补偿是在温度自我补偿配置的构思下，利用复合电阻的温度系数实现的。二阶补偿采用了VBE热跟踪技术，从而获得更好的温度方面的性能。本文所提供的电路可以在1V电源下工作。当供应电压为1V，在0.036%/V的电源调节器作用下，且温度为25℃作用下，此时实现的温度系数是46.6×10-6/℃[0,100℃]。与当前普遍使用的电路相比，本文提出的温度系数和电源调节电路展示出了较好的效果。在详细探讨参考电流的问题的时候，经常会遇到电流匹配的问题。关键词:1V;参考电流

2、；自我补偿；二阶补偿；电流匹配参考电流，一个经常会遇到的难题。从间隙参考电压到偏置电压，在大量的程序中，参考电流得到了广泛的应用。为了实现温度稳定的电流双极技术，是一种基于△VBE起源于VBE电流补偿的最常见和最重要的方法。另一种称为跟随电流的技术也运用于双极性工艺。尽管当前的这些电路在这些技术的作用下达到了良好的效果，我们还是要充分考虑到电源调节器，因为电源调节器对于低电压程序是至关重要的。在这篇文章中，提出了一种新的双极性温度补偿的参考电流。与以往的电路工程相比，本文所提出的电路在由于新的补偿技术的使用而使电路变得略微复杂的情况下，达到了更好的

3、温度稳定的效果，此外，电路扩展了本身在优越的电源调节器下的低电压程序，并显示出其由于依赖于电阻率而展示出的良好的再现性。1、温度补偿电路人们普遍认为，图1所示的电路产生的电流与绝对温度（PTAT）成正比。但是，下面的调查表明，这个争论的正确与否完全取决于电阻率的一阶温度系数。当考虑电阻率的一阶温度系数时，我们让Irf公式里的Iref是是集电极电流Q1，k是波尔自曼常数，q是电子电荷，T是绝对温度，R(T0)是电阻R在T0时的值。TC1是电阻R的一阶温度，m是发射极Q1andQ2的比值，T0=298.15K所以，如公式从公式（2）我们可以很轻易的得出

4、结论当TC1比1/T0小的时候，Iref是PTAT。相反，电流会是IPTAT（PTAT的负值）假如TC1超过1/T0，电阻的一阶温度系数将被设置为TC1=1/T0=335410/C然后Iref是恒定的，在整个温度范围内，Iref是相当理想的电流。然而，实际的案例就来源于此，由于大量的非理想特性，这些非理想特性将会减小到后来的技术所描述的那种令人满意的程度。一个电阻的一阶温度系数等于1/T0，可以通过对两个电阻率，看他们各自的一阶温度系数哪个比1/T0大。哪一个比1/T0更小做出一个合适的选择，两个电阻率可以这样表示如下：如公式（4）..其中的一阶温

5、度系数TC1(RH)和TC1(RL)是RH和RL各自的一阶温度系数。符合条件的两个分支电流，亦即，Q1andQ2由于方程的有效性在这个电路是非常重要的。方程（1）严重的依赖于IC1andIC2之间的平等关系。即使适度的两个电流的不相匹配也会使最佳补偿产生巨大的偏差。所以，旨在缓解这种误差的技术的存在和应用是非常必要的。值得指出的是这里所探讨的匹配问题指的是系统的不匹配所造成的电路设计和布局和工艺引入的随机误差将被忽略。我们要减小欧拉电压的敏感性，对于这种欧拉电压不仅产生少量的电源调节作用，也会产生电流匹配作用。偏置电路拓扑结构采用诺塔的细胞形式，这

6、种形式很好的解决了早期的问题。然而，对于基本电路，由于数百阶次级数的纳米安培，它仍然显示出了明显的不稳定性。为了减小由于基本电流而引起的系统不匹配问题，原始电路采用了精确和大量的修正电路。对于图1b中，基本电流IB1,IB2和IB6引起IC1与IC2之和不相等，即使IC1与IC2，IC3之和等于IC4，结果也不相等。这可能是因为要使IB6=IB1+IB2，就需要使IC6=IC1+IC2.。实际上，IC6和IC1与IC2.之和没有直接的关系，IC6和fIC1与IC2之和的直接的关系是系统电流不相匹配的根本原因。在这里，他们之间的这种关系为基流电流破坏

7、IC1与IC2之间的匹配关系提供了机会。严格和详细的分析表明：其中方程右侧的前两个方面，方程（5）来源于IC1和IC2的总和与IC3和IC4的总和之差。第3项表明IC5与tIC3和IC4之和的差，而最后一条的差异来源于IC5和IC6.之间的差异。很明显，最后两条明显的不相匹配。所以，为了缩小不匹配的程度，我们可以假设：其中，IS3,IS4,IS5分别是Q3,Q4,和Q5的饱和电流。在本电路的设计中，我们利用启动电流，使其接近的基极电流Q3〜Q5的总和。然而，即使采用方程式（6），并且假设该启动电路完全满足要求，欧拉方程的效果也会引起系统电流的不匹配

8、。欧拉公式对下列方程式（8）中起到了作用。经过繁琐的代换之后，方程式（5）就变成了其中，VApnp是PNP晶闸管的欧拉电压