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带隙基准电路典型结构仿真 (一)

带隙基准电路典型结构仿真 (一)

C型带隙基准电路

图1 是C型带隙基准电路原理图,其运行机理已经在上一节中给出了详细的推导,本节着重于用设计工具实现该原理图,并对其主要参数做仿真。

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图1     C型带隙基准电路原理图

 

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图 2     C型带隙基准电路各器件的设计参数

 

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图 3     C型带隙基准电路的直流静态工作点

 

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图4     C型带隙基准电路温度曲线

 

温度曲线的最高点应该设置在室温 25°左右,这样一方面提高 Band gap 的温度稳定性,另一方面Band gap 大部分时间都工作在室温附近,Band gap 的输出参考电压最高。

通过调节电阻,电流来使温度曲线的最高点向右移动。

将电阻 R2 从2.15k 减小到1.15k,从下面两图中可以看出,温度曲线的最高点向右 ( 室温方向) 移动了一些,同时输出参考电压最大值略有提高,证明这样调节的方向是正确的。

 

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图5     调节电阻后带隙基准电路直流静态工作点

 

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图6     调节电阻后带隙基准电路温度曲线

 

再次改变电阻,温度曲线很难再向右 ( 室温方向) 移动, 如下图,电阻分别为:R1=2.15k,R2 =655Ω,R3 =1.15k ; 尝试改变电流,

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图7     调节电阻后带隙基准电路温度曲线

 

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图8     调节电阻后带隙基准电路直流静态工作点

 

将恒流源电流由40uA 降为 20uA,温度曲线再向右 ( 室温方向) 移动很多,最高点为 40°左右,超过了室温;证明这是移动温度曲线很有效的方法,现在通过调节电流将最高点调到室温附近。

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图9     调节电流后带隙基准电路温度曲线

 

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图10     调节电流后带隙基准各器件的设计参数

 

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图11     调节电阻后带隙基准电路直流静态工作点

 

最终的温漂系数 1.08PPM; 这是一个很好的数据,当然还要综合考虑噪声系数,电源电压抑制比,功耗等其它参数,才能最终得出结论。

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图12     最终带隙基准电路温度曲线

 

Posted in CMOS模拟集成电路

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