基准电路的分段曲率补偿电路设计-论文.pdf

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1、电子·电路a叶技2015年第28卷第7期ElectronicSci．＆Tech．／July．15．2015doi：10．16180／j．cnki．issnl007—7820．2015．07．008基准电路的分段曲率补偿电路设计李纪磊，管劲周，杨华(西安电子科技大学电路CAD研究所，陕西西安710071)摘要提出了一种分段曲率补偿基准电路设计方法。针对一次曲率补偿基准电路只能使得产生的基准电压在一个温度点的温度系数为0，整个温度范围内温度系数的变化问题，提出分段曲率补偿基准电路设计方法，从而使所产生的基准电压在多个温度点都能表现出

2、零温度系数，提高了基准电压的稳定性。该电路基于0．35mCMOS工艺设计，经Cadence仿真验证，达到设计目标。关键词分段曲率补偿；基准电路；零温度系数；稳定性中图分类号TN43文献标识码A文章编号1007—7820(2015)07—024—04DesignofaBandgapCircuitwithSectionalCurvatureCompensationLIJilei，GUANJinzhou，YANGHua(InstituteofElectronicCAD，XidianUniversity，Xi’an710071，Chin

3、a)AbstractThispaperpresentsanoveldesignapproachforsectionalcurvaturecompensatedreferencecircuit．Theone-timecurvaturecompensatedreferencecircuitcanonlymakethetemperaturecoeficientofthereferencevolt-agegeneratedatatemperature0，andintheentiretemperaturerangethetemperatu

4、recoeficientislarge．Wepro—posehereinasectionalcurvaturecompensatedreferencecircuitdesignmethod，SOthatthereferencevoltagesgenera—tedatapluralityoftemperaturepointshaveazerotemperaturecoeficientandthestabilityofthereferencevoltagecanbeimproved．Thecircuitdesignisbasedon

5、the0．35IxmCMOSprocess．Cadencesimulationshowsthatthedesigngoalsareattained．Keywordssectionalcurvaturecompensation；bandgapcircuit；zerotemperaturecoeficient；stability荷(1．6X10C)。常温300K下，Vr=0．026V，为1基准电路原理反向饱和电流。电压基准模块即产生一个与电源、工艺和温度无由式(1)得关的电压的模块，而大多数工艺参数是随温度变化的，=VIn()(2)

6、要实现基准电压需解决的主要问题是如何提高其温度式(2)两端对温度求导得抑制与电源抑制，即如何实现一个与温度和电源基本一(4+m)VT—Eg／q⋯——————一。，无关的结构，所以如果一个基准是与温度无关的，那么它通常也是与工艺无关的。在现实中半导体几乎没有式(3)即为基极一发射极电压的温度系数关系式，与温度无关的参数，如果能找到一些有正温度系数和若其<0，即表现出负温度系数电压的特性。当负温度系数的参数通过适当的权重相加，就可以得到750mV，T=300K时，E／OT一1．5mV／K。与温度无关的量，并且这些参数与电源无关。由式

7、(3)可以看出，在温度变化时，的温度系负温度系数电压的产生方法：双极晶体管的基极一数也随之变化，如果所找正温度系数的电压不能抵消发射极电压，会随着温度的升高而降低，表现出负温度这种变化，如正温度系数电压表现出一个固定的温度系数电压的特性。对一个双极晶体管来说系数，那么在相加后就会使基准电压产生一定的误差。Ic=I~exp(／)(1)正温度系数电压的产生方法：如果两个相同的双其中，为温度的电压当量；=kT／q，k为玻尔兹曼极晶体管工作在不相等的电流密度下，那么它们的基常数(1．38X10j／K)；T为热力学温度；q为电子电极一发射

8、极电压的差值就与温度成正比。如图1所示，两个相同的双极晶体管Q。和Q，分别工作在和收稿日期：2014．10-21，的电流密度下，那么两个双极晶体管的基极一发射作者简介：李纪磊(1989一)，男，硕士研究生。研究方向：模拟和数模混合集成电路设计。E—marl：li