发布时间 : 星期六 文章带隙基准电路设计更新完毕开始阅读
图4.8 Banba结构的可工作电源电压范围
从左到右依次为100℃，70℃，40℃，10℃，-20℃，-50℃。可以发现温度越低，需要的电源电压越高。不同温度下，输出电压稳定性很高。
3.电路瞬态输出
电路采用了自启动电路的设计，可以使电路脱离简并状态，如图4.9。
图4.9 输出电压的瞬态曲线
输出电压随时间的波动性很小。
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4.PSRR
PSRR为电源抑制比，用于衡量输出电压对于电源噪声的抑制作用，帯隙基准电路的主要应用就是电压的准确性，肯定要比原来的电源电压更加精确，因此对电源的抑制比直接决定了带隙电路性能的好坏。
测量方法：在电源上加上交流电压大小1V，测量此时的输出电压，其值为电源抑制比。结果如图4.10。
图4.10 Banba电路的PSRR
从图4.10中可以得到
1-1Khz：PSRR=-40dB 10Khz：PSRR=-38dB 100Khz：PSRR=-23dB 1Mhz：PSRR=-5dB 电路在低频式具有很好的电源抑制比，但是高频时不是很理想。
5.工艺角仿真
本文对帯隙基准电路进行了四种工艺角仿真：tt，ss，fs，sf。测得的温度系数(PPM)值如表4.1。
表4.1 不同工艺角下仿真的PPM值
工艺角 tt ss 温度系数/ppm/℃ 3.508 14.59
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续表4.1
fs sf
4.489 1.698 五．总结
本文以Banba结构为基础，进行了适当的改进，提高了电路的PPM，使用TSMC35mm工艺，设计了一个帯隙基准电路。电路性能如表5.1。
表5.1 帯隙基准电路性能
电源电压 温度范围 功耗 输出电压 温度系数 PSRR
5V -50℃-100℃ 1.61mW 1.80V 3.508ppm/℃ -40dB 帯隙基准电路的整体结构比较简单，使用的结构也是常见的方式。设计的关键是调节电路参数，优化温度系数，尽量减小PPM。另外放大器和启动电路的设计也是整个电路的关键部分，自启动电路电路是以前未曾接触过的内容。
存在问题：
1).电路的电源抑制比PSRR不是很大，只有-40dB。根据参考文献中的分析，可以达到-100dB。但是通过扫描电路参数，始终无法得到更大的电源抑制比。经过分析，可能的原因是放大器的性能限制了电源抑制比，因为设计开始时对放大器的性能考虑不够多。
2).本文采用的Banba结构仍然属于一阶帯隙基准电路，虽然PPM已经达到性能要求，但是现在已经有二阶温度补偿帯隙基准电路结构，原理是引入一股与温度成平方关系的电流，既补偿了低温阶段的基准电压，又补偿了高温阶段的基准电压，大大提高了基准电压源随温度变化的稳定性。二阶温度补偿帯隙基准电路可以很好的控制基准电压的温度系数，增大电源抑制比，由于时间限制没有进行设计。
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3).电路的输出电压随着电源电压的上升比较缓慢，这个从图4.8中就可以看出来，没有达到理想的快速上升。
参考文献
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[2] 吴夏妮 帯隙基准电路的研究[D]:[本科学位论文] 上海：复旦大学信息学院微电子系，2010
[3] 来新泉, 郝琦, 袁冰, 等. 一种二阶曲率补偿的高精度带隙基准电压源[J]. 西安电子科技大学学报, 2010, 37(5): 911-915.
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