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。

【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.

【作者简介】

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。

图3 基准电压的温度曲线图

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016

实验研究

Experimental Research