基准电压源的分类性能比较
《带隙基准电压源》课件
带隙基准电压源 的发展趋势与展 望
技术创新方向探讨
提高精度和稳定 性：通过改进电 路设计和材料选 择，提高基准电 压源的精度和稳 定性。
降低功耗：通过 优化电路设计和 采用低功耗器件， 降低基准电压源 的功耗。
集成化：将基准 电压源与其他电 路模块集成，提 高系统的集成度 和可靠性。
智能化：通过引 入智能控制算法， 提高基准电压源 的自适应能力和 抗干扰能力。
测试设备：包括电压源、电 流源、示波器、万用表等
测试步骤：按照测试标准进行， 包括设置参数、测量数据、分 析结果等
评估标准及流程详解
评估标准： 精度、稳 定性、温 度特性、 电源抑制 比等
评估流程： 测试准备、 测试实施、 数据分析、 结果评估 等
测试准备： 选择合适 的测试设 备、设置 测试条件 等
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汇报人：PPT
案例一：用于ADC/DAC转换器的基准电压源设计
应用背景：ADC/DAC转换器需要稳定的基准电压源 设计要求：高精度、低噪声、低功耗 带隙基准电压源的优势：温度稳定性好、精度高、功耗低 设计方法：选择合适的带隙基准电压源芯片，进行电路设计和调试 应用效果：提高了ADC/DAC转换器的性能和稳定性
案例二：用于PLL锁相环的基准电压源设计
设计过程中需要注意电压源的稳定性和精度 优化建议：采用高精度的电阻和电容，提高电压源的稳定性 注意电源噪声对电压源的影响，采用滤波器进行抑制 优化建议：采用低噪声的电源，提高电压源的精度 注意温度对电压源的影响，采用温度补偿技术进行校正 优化建议：采用高精度的温度传感器，提高温度补偿的精度
带隙基准电压源 的应用案例分析
功耗：带隙基准电压源的功耗较低， 适合在低功耗系统中使用
参考电压与基准电压的区别
参考电压”说成是〃基准电压"更好理解。
在电路中我们常需要有一些准确的电压或电流，以便产生准确的输出，如在作DC转DC转换时。
对基准电压的要求是稳定，要基本不随外界因素如电源电压、温度等变化的。
例如MAX1631是一个常用的主电源管理芯片，它的基准电压的输出随外界环境电压的变化率只有约0.002随温度变化不到50ppm o这对于普通2.5V 电压来说是完全不具备的，这是基准电压源与普通电压源的基本区别。
基准电压源输出的电流不一定小，而且还可以扩展。
但是电压一定是恒定不变的。
这种要求的严格程度还是主要看具体电路的用途。
基准电压是指传感器置于0度温场，在通以工作电流的条件下，传感器上的电压值。
实际上就是0点电压。
参考电压是指测量电压值时，用作参考点的电压值。
在测量电压时，一般用地作为参考点，测量时电压表的负端接地，正端接被测点，这样测得的值即为测点的电压值。
基准电压是在稳压电路中，作为稳压值的比较基准的电压值。
如在30伏直流稳压电路中，基准电压是5v,那么输出直流电压的六分之一是这基准电压。
如果输出电压低于或高于30v,那它的六分之一会大于5v,电路会输出讯号送到调整环节，使输出电压回到30v o而参考电压是设定的抽象值电压，它与实际值作比较来判断工作状态是否正常。
基准电压和参考电压是没有区别的，这俩一样的，ad转换时的参考电压是内部T行网络的标准电压，参考电压可以认为是你的最高上限电压（不超过电源电压），当信号电压较低时，可以降低参考电压来提高分辨率。
改变参考电压后，同样二进制表示的电压值就会不一样,最大的二进制（全1）表示的就是你的参考电压，在计算实际电压时，就需要将参考电压考虑进去。
参考电压的稳定性对你的系统性能有很大的影响。
基准电压220伏，参考电压是240伏。
基准电压源的分类性能比较
Ｃ ｈｉ ｎａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ●Ｉ 基 准 来自压 源 的分 类 性 能 比较
舒 梅
贵 州 凯里 ５ ５ ６ ０ ０ ０ ） （ 贵 州 电子 信息 职 业技 术学 院
多年 来 ， 在集 成系 统 中 已经 采用许 多方法 来 实现 电压基 准 。 自Ｗｉ ｄ ｌ ａ ｒ ￣明 长期 稳定 性典 型值 为 ６ ～１ ５ ｐ ｐ ｍ／ １ ０ ０ ０ ｚ Ｊ ｓ 时。 基于 隐埋 齐 纳的基 准 经常 用在 ｌ ２ 以来 ， 带 隙基 准 电压源 在Ｂ ｉ ｐ ｏ ｌ ａ ｒ 电路 中得 到 了广 泛运 用 ， 随 着激 光修 调技 术 、 位、 ｌ ４ 位 和较 高分 辨率 的系统 中 。 因为 隐埋齐 纳基 准的性 能可 通过设 计 中包含 温 度补偿 技 术 以及 Ｃ ＭＯ Ｓ 工艺 飞速 发展 ， 带 隙基 准源得 到 了快速 发展 。 在传 统 非线性温 度补偿 网络而得 到提高 ， 在几 个温度 点上微 调补偿 网络可使其 电性 能 的ＭＯ ｓ 基 准 电压源 中， 可 以获得 温 度系数 为 ８ ５ Ｘ ｌ Ｏ 弦 右的 输 出参 考 电压 ， 但 在 工作 范 围 内达 到最 佳 。 是该 温度性 能 的基 准 电压 源远不 能满 足 目前 电路设计 的要求 而且 由于 电路 中 ２ ． 带 隙基 准 电压源 存 在运算 放 大器 ， 基 准 电压 源 的指标在 很大 程度 上受 到运放 失调 电压 （ Ｏ ｆ ｓ ｅ ｔ ） 、 隐埋 齐纳二极 管基 准源 的缺点是 电源 电压必须 大于７ ｖ， 工作 电流相 当高 ， 电源 电压 抑 制 比（ Ｐ Ｓ ＲＲ ） 等 的限 制 ， 要想 进一 步提 高 电路 的性 能需在 电路结 构 通 常为几个 ｍ Ａ， 显 然这种 基准源 不适合于 便携 式和 电池供 电的应 用场合 。 二极 上 加 以改进 。 管 带隙基 准源 是一 种低 温度系 数 、 低 电压 的基 准源 。 带 隙基准 最简 单的结 构是 １ ． 患 埋齐 纳二 极警 基准 电压 源 用 两个 晶体 管 ， 用 不 同的发 射极 面积 产生 正 比于 绝对 温度 的 电压 ， 如 图２． １ 所 早期 的齐纳二 极管基 准 电压 源为减少 温度漂 移或温 度系数 （ ７ ， 通 常在一 示。 和 具有相 的温度系数。 电压Ｖ ｃ ｃ 变换为 电流‘ 和‘， 和 被镜象反 只反 向齐 纳 二极 管上 再 串联 一 只正 向二 极管 ， 如图１ ． １ 所示。 映 到输 出支 路 ， 输 出方 攫为 ： 因为 工作在 雪崩 状 态下 的齐 纳二极 管 的击穿 电压 约在 ７ ｖ 左右， 具有 正温 ＝ 。 ＋ （ 。 一 ： ） 度 系数（ 约为 ＋ ２ ｍｖ ／ ℃） ， 而正 向硅二 极管 具有 负温 度系数 （ 约 为一 ２ ｍＶ ／ ℃） ， 二 式 中 ＾是 比例 因子 ， 是第 一个 晶体 管 的基极 一 发射极 电压 ， 是第 者可 以相 互抵 消 。 但是 由于这 两个 温度 系数 的绝对 值并 不相 等 ， 而且都 随 电流 二个 晶体 管 的基极 一 发射极 电压 。 变化 而变化 ， 所 以很难得 到零温 度系数 。 这种 齐纳（ 雪崩 ） 二极 管的 击穿 电压 发生 因为带 隙基准源 的价格 优势 ， 它被 广泛应用 于Ａ ＤＣ ／ ＤＡ Ｃ 转换器 以及外部 在硅 表面层 ， 所 以称为表 层齐 纳二极 管 。 由于硅芯 片表 层与 其 内部 相 比有更 多 基准 源中 。 通常 ， 带隙基 准用在 需要 最高１ Ｏ 应精 度 的系统设 计中 。 带隙基 准一般 的杂 质 、 晶格 缺陷 和机械 应力 ， 所 以表层 齐 纳二极 管 的噪声大 、 长期稳 定性差 ， — 具有 ０ ． ５ ～ｉ ． ｏ ％ 初 始误 差 ， 温度 系数ＴＣ 为２ ５ ～５ ０ ｐ ｐ ｍ／ ＇ Ｃ， 输 出 电压 噪声 一般 而且 容易受 到表 层 氧化层 中迁移 电荷 及外 界环境 的 影响 。 为 了克服上 述缺 点 ， 为１ ５ ～３ Ｏ Ｖ ｐ － ｐ （ Ｏ ． １ ～１ ０ Ｈｚ ） ， 长期 稳定 性为 ２ ０ －３ ０ ｐ ｐ ｍ／１ ０ ０ ０ ｚ ］ ＇ ， 时。 改进 制造工 艺 ， 采用 隐埋 齐纳二 极管 结构（ 见 图１ ． ２ ） ， 使其 击穿 电压发生 在表 层 ３ ． Ｘ Ｆ Ｅ Ｔ 基 准 电压 源 的下 面， 从 而可 以避 免表层 的影 响 ， 使 其在温 度漂移 、 时 间漂移和 噪声杼 陛等 方 ＸＦ Ｅ 邑一种 新型 的基 准技术 ， 这 种基 准源 的核心 是利用 Ｊ Ｆ Ｅ Ｔ ￣ 设计 的。 面得 到 明显 的改善 。 从理论 上讲 ， Ｊ Ｆ Ｅ Ｔ的沟 道导 电载流 子是多 子 ， 相对双 极 晶体 管的基 区导 电载流 图１ ． ３ 所 示 的齐纳基 准 电压及 其反馈 放大器 用于 提供 非常稳 定 的输出 。 用 子是 少子 而言 ， 多 子遇 到 晶格碰 撞 产生 噪声 的机会 要小 于少 子 ， 因而Ｘ Ｆ Ｅ １ ’ 基 电流 源偏置 ６ ． ３ ｖ的齐纳 二极 管 。 齐 纳 电压 由电 阻网络 Ｒｌ 和Ｒ ２ 分压 ， 此 电压加 准 电压 源具 有较 低的 噪声 与Ｂ Ｊ 个带隙基 准源类 似 ， 基 于Ｊ Ｆ Ｅ Ｔ 的电压基 准 电路 到运放 的非 倒相 输入 端 ， 并被放 大到 所需 要的 输出 电压 。 放大器 增 益 由电阻 网 利用一 对具 有不 同夹 断 电压 的 Ｊ Ｆ Ｅ Ｔ， 将其 差分 输 出电压放 大 以产生一 个 稳定 络Ｒ ３ 和Ｒ ４ 确定， 即增 益Ｇ ＝ｌ ＋ Ｒ４ ／ Ｒ３ 。 使 用６ ． ３ Ｖ齐纳 二极 管 ， 因为 它对 于 时间 和 温度 是最 稳定 的齐 纳 二极管 。 其输 出方 程 式为 ：
基准电压源设计
= 5.269mV）等
音频或视频
10%绝对基准电压误差
= 声级的1dB误差
与分辨率相比较
基准电压源的1ppm误差相当于20位精度 15ppm相当于16位精度 244ppm相当于12位精度(1/4000)
绝对误差一般通过校准消除
因此重要的是基准电压变化
基准电压源和规格问题
广泛的基础设施和产品基础
模拟放大器将传感器输出转换为4-20mA信号 数据转换器通过4-20mA线路传输信号 HART编码算法现可提供更强的功能
典型4-20mA信号传输器件
AD693将低电平传感器输入转换为4-20mA输出，由环路电源驱动
；同时提供传感器驱动信号
典型4-20mA信号传输器件
无商用器件
跟踪基准电压源具有匹配的正负输出
负基准电压源可以利用运算放大器实现 完整的基准电压源封装内置跟踪功能，性能更好
负基准电压源设计
标准反相运算放大器电路
改进的电路不需要精密 电阻匹配
跟踪基准电压源
高性能跟踪基准电压源AD588利用精密调整电阻实现出色的匹配
跟踪基准电压源
使用四通道运算放大器的多路输出跟踪基准电压源设计 10V、7.5V、5V、2.5V – 其它电压可以设置 需要使用精密电阻
反相运算放大器电路对传感器很有用
电流流向虚拟地，因此传感器上无电压变化 通常比让电流流经电阻更快
用于电源电流检测的高端和低端
光电二极管等效电路
入射 光 光 电流 RSH(T) 100kW 100GW CJ
理想 二极管
注：温度每升高10°C，RSH减半
电流电压转换器（简图）
ISC = 30pA (0.001 fc) R = 1000MW
单片机adc基准电压
单片机ADC基准电压1. 什么是ADC基准电压？在单片机中，ADC（模数转换器）用于将模拟信号转换为数字信号。
为了确保转换的准确性和精度，ADC需要一个基准电压作为参考。
基准电压是一个已知的电压值，用于将模拟信号转换为相应的数字值。
2. 为什么需要基准电压？ADC的转换过程是通过比较输入信号与基准电压之间的差异来完成的。
如果基准电压不准确或不稳定，那么转换的结果也会受到影响，导致转换的精度下降。
基准电压的稳定性对于ADC的性能至关重要。
如果基准电压波动较大，将会引入转换误差，导致转换结果的不准确。
3. 常见的基准电压类型3.1 内部基准电压许多单片机都内置了一个或多个内部基准电压源。
这些内部基准电压通常由芯片制造商提供，并且在芯片设计中已经进行了校准和稳定化处理。
使用内部基准电压可以简化系统设计，并提供相对准确和稳定的基准电压。
3.2 外部基准电压除了内部基准电压，还可以使用外部电压作为ADC的基准电压。
外部基准电压通常由外部电路提供，例如稳压器或参考电压源。
使用外部基准电压可以提供更高的精度和稳定性，但需要额外的电路和连接。
4. 如何选择合适的基准电压选择合适的基准电压取决于应用的要求和系统的性能。
下面是一些选择基准电压的考虑因素：4.1 精度如果应用需要高精度的转换结果，建议使用外部基准电压。
外部基准电压通常具有更好的稳定性和准确性，可以提供更高的转换精度。
4.2 稳定性基准电压的稳定性对于转换结果的准确性非常重要。
如果应用对稳定性要求较高，可以选择具有低温漂移和长期稳定性的基准电压。
4.3 成本和复杂性内部基准电压通常是免费提供的，并且不需要额外的电路和连接。
如果应用对成本和系统复杂性要求较低，可以选择使用内部基准电压。
4.4 功耗使用外部基准电压可能需要额外的电路和稳压器，这会增加系统的功耗。
如果应用对功耗要求较高，可以选择使用内部基准电压。
5. 如何设置单片机的基准电压在大多数单片机中，基准电压的设置是通过寄存器来完成的。
基准电压源
基准电压源
基准电压源是一种重要的电子装置，它可以精确地产生一种标准的电压，这种电压可以作为其他电子设备的参考电压，并为特定的应用提供标准的输入信号。
基准电压源一般被用于电子测量和流行的信号处理技术，如电阻，电容，绝缘和电容度，测量仪器，放大器，复杂的逻辑系统，高速比较器和其他功率电子设备。
一般来说，基准电压源可以分为两类：稳定类和可变类。
稳定类基准电压源指可以精确地输出一个极其稳定的电压，例如5V或3.3V，它可以完成一定的交流变化率要求。
可变类则可以实现电压的持续变化，比如常见的调压电源，它们可以用来控制或测量一定范围内的电压。
由于基准电压源有着不同的结构特性，它们可以应用于不同类型的设备中，并为这些设备提供精确的输出电压。
基准电压源非常重要，它可以用来控制或测量输出信号的电压。
基准电压的准确性非常重要，因为高精度的测量结果需要准确的电压。
基准电压源可以为设备的精确度提供基础。
此外，基准电压源的可靠性也非常重要，因为它可以确保设备的正确运行。
一般来说，一个稳定的基准电压源包括精确的温度补偿，能够抵消环境温度变化而产生的偏差。
此外，基准电压源还可以提供很高的信号谐波和有效噪声含量，以确保电压的精确度。
最后，基准电压源也能够充当感应元件，它能够向用户提供外部信号，例如时间，位置等信号。
由于它的安全性和可靠性，基准电压源也被广泛应用于心率，血压，血氧饱和度监测，身体温度，脉搏等
医疗诊断系统中。
总之，基准电压源是一种重要的电子元件，它能够提供精确的电压，以满足电子系统的工作要求。
它具有精确性，可靠性，安全性和可变性等特点，所以能够广泛应用于多种电子系统中。
最新—高精度cmos带隙基准源的
—高精度c m o s带隙基准源的摘要基准电压源是模拟电路设计中广泛采用的一个关键的基本模块。
所谓基准电压源就是能提供高稳定度基准量的电源，这种基准源与电源、工艺参数和温度的关系很小，但是它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个电路系统的精度和性能。
本文的目的便是设计一种高精度的CMOS带隙基准电压源。
本文首先介绍了基准电压源的国内外发展现状及趋势。
然后详细介绍了带隙基准电压源的基本结构及基本原理，并对不同的带隙基准源结构进行了比较。
接着对如何提高带隙基准的电源抑制比以及带隙基准电压源的温度补偿原理进行了分析，还总结了目前提高带隙基准电压源温度特性的各种方法。
在此基础上运用曲率校正、内部负反馈电路、RC滤波器、快速启动电路，设计出了具有良好的温度特性和高电源抑制比的带隙基准电压源电路。
最后应用HSPICE仿真工具对本文中设计的带隙基准电压源电路进行了完整模拟仿真并分析了结果。
模拟和仿真结果表明，电路实现了良好的温度特性和高电源抑制比，0℃～100℃温度范围内，基准电压温度系数大约为11.2ppm/℃，在1Hz到10MHz频率范围内平均电源抑制比(PSRR)可达到-80dB，启动时间为700s 。
关键词: 带隙基准电压源；温度系数；电源抑制比；AbstractVoltage reference is the vital basic module which is widely adopted in analog circuits. It can supply a voltage with high stability. The power supply, technics parameter rand temperature has lesser effete to this voltage. Its temperature stability and antinoise capability influence the precision and performance of the whole system. The purpose of this article is to design a high precision CMOS bandgap voltage reference.In this article, the present situation and developmental trend of voltage reference studies both at home and abroad are presented. The structure and principle of voltage reference are analyzed in detail, and then the different structures of bandgap voltage reference are compared. By analyzing the power supply rejection ratio (PSRR) and the principle of temperature compensation, the method of improving the temperature characteristic is summarized. The design of a bandgap voltage reference circuit with high power supply rejection ratio and good temperature characteristic is completed by applying curvature emendation, inside negative feedback technology, RC filter and fast start-up circuit. At last, the circuits have been simulated with HSPICE simulation tools.The simulation results show that，the circuit with good temperature characteristic and high power supply rejection ratio, and at the temperature range of 0℃ to 100℃, the temperature coefficient(TC) is about 11.2ppm/℃. In the frequency range of 1Hz to 10MHz, the average power supply rejection ratio is more than -80dB and it has a turn-on time less than 700s .Key Words: bandgap voltage reference; temperature coefficient; power supply rejection ratio;目录摘要 (I)Abstract....................................................... I I 1.绪论 (1)1.1 国内外研究现状与发展趋势 (1)1.2 课题研究的目的意义 (2)1.3 本文的主要内容 (2)2. 基准电压源的原理与电路 (3)2.1 基准电压源的结构 (3)2.1.1直接采用电阻和管分压的基准电压源 (3)2.1.2有源器件与电阻串联组成的基准电压源 (4)2.1.3带隙基准电压源 (6)2.2 带隙基准电压源的基本原理 (6)2.2.1与绝对温度成正比的电压 (7)2.2.2负温度系数电压V BE (7)2.3 带隙基准源的几种结构 (8)2.4 V BE的温度特性 (11)2.5 带隙基准源的曲率校正方法 (13)2.5.1线性补偿 (13)2.5.2高阶补偿 (13)本章小结 (17)3. 高精度CMOS带隙基准源的电路设计与仿真 (18)3.1 高精度CMOS带隙基准电压源设计思路 (18)3.2 核心电路 (19)3.3 提高电源抑制比电路 (20)3.3.1负反馈回路 (21)3.3.2 RC滤波器 (22)3.4 快速启动电路及快速启动电路的控制电路 (23)3.4.1快速启动电路的控制电路 (23)3.4.2快速启动电路 (24)3.5 CMOS带隙基准电压源的温度补偿原理 (24)3.6 高精度CMOS带隙基准电压源的电路仿真 (27)3.6.1仿真工具的介绍 (27)3.6.2核心电路的仿真结果 (27)3.6.3电源抑制比电路的仿真结果 (28)3.6.4快速启动电路的仿真结果 (28)3.6.5整体电路的仿真结果 (29)本章小结 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)1.绪论基准电压源(Reference V oltage)是指在模拟电路或混合信号电路中用作电压基准的具有相对较高精度和稳定度的参考电压源。
基准电压源
臻；塑。
蛆．基准电压源舒梅(贵州电子信息职业技术学院，贵州凯里556000)【摘要1基准电压源是模拟集成电路中的基本单元，它在SO C,A D C、D A C,传感嚣和通信电路以及存储器等领域有着广泛的应用。
基准源的目的是向后续电路提供稳定的、不随外界因素C主要是电源电压和环境温度)影响的电压。
本文主要介绍了基准电压源的研究现献及分类应用。
膦词带隙基准；曲，鳓偿；低功耗；温度系数随着系统集成技术(S O C)的飞速发展，基准电压源已成为大规模、超大规模集成电路和几乎所有数字模拟系统中不可缺少的基本电路模块。
基准电压源是超大规模集成电路和电子系统的重要组成部分，可广泛应用于高精度比较器、A／D和D／A转换器、随机动态存储器、闪存以及系统集成芯片中。
基准电压源是指被用作电压参考的高精度、高稳定度的电压源，要求其能克眼工艺、电源、温度以及负载变化而保持稳定，并能在标准工艺下制造。
能产生基准源的技术很多，如带隙基准源、稳压管、V匪基准源、热电压v T基准源以及利用M O S工艺中增强型M O S管和耗尽型M O S管之间的阈值电压差产生基准电压的技术等。
理想的带隙基准电压源电路的输出电压几乎不受温度变化、工艺变化、电源电压波动等因素的影响。
鉴于产生稳定电压的基准模拟的重要性和广泛应用，以及对性能的高要求，国内外对带隙基准电压源做了大量的研究，主要集中在以下几个方面：1低温度系数温度系数用于表征基准电压源随温度的电压变化，由于晶体管BE 结正向导通电压V匿随温度变化的非线性，传统带隙基准源的温度特性已无法满足更高精度和稳定性的需求。
从一阶线性补偿到曲率补偿如二阶，三阶补偿，指数补尝，对数补偿(亚阈值电路)等。
而且补偿方式众多，如电流相减补偿法，电压叠加补偿法，利用不同质电阻上电压降的叠加实现温度系数的曲率牢}偿，阶段性电流模式补偿等，可获得最好温度系数达到几个ppm／qC。
2高电源抑制比在开关电源芯片工作过程中开关的通断产生大量的高频噪声，这会对输出电压产生不利的影响，基准电压源应该在较宽范围内具有良好的电源抑制比性能。
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基准电压源的分类性能比较
[摘要]建立一个与电压无关，具有确定的温度特性的直流电压即基准电压。
随着带隙基准电压源的问世，基准电压源无论是在温度特性、电源电压、功耗等方面都得到了很大的进步。
本文主要介绍了三种基准电压源的结构，并分析了其优缺点。
[关键词]带隙基准，晶体管，温度系数
中图分类号：tn32 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）12-0219-02
多年来，在集成系统中已经采用许多方法来实现电压基准。
自widlar发明以来，带隙基准电压源在bipolar电路中得到了广泛运用，随着激光修调技术、温度补偿技术以及cmos工艺飞速发展，带隙基准源得到了快速发展。
在传统的mos基准电压源中，可以获得温度系数为85×10-6左右的输出参考电压，但是该温度性能的基准电压源远不能满足目前电路设计的要求。
而且由于电路中存在运算放大器，基准电压源的指标在很大程度上受到运放失调电压（offset）、电源电压抑制比（psrr）等的限制，要想进一步提高电路的性能需在电路结构上加以改进。
1.隐埋齐纳二极管基准电压源
早期的齐纳二极管基准电压源为减少温度漂移或温度系数（tc），通常在一只反向齐纳二极管上再串联一只正向二极管，如图1.1所示。
因为工作在雪崩状态下的齐纳二极管的击穿电压约在7v左右，
具有正温度系数（约为+2mv/℃），而正向硅二极管具有负温度系数（约为-2mv/℃），二者可以相互抵消。
但是由于这两个温度系数的绝对值并不相等，而且都随电流变化而变化，所以很难得到零温度系数。
这种齐纳（雪崩）二极管的击穿电压发生在硅表面层，所以称为表层齐纳二极管。
由于硅芯片表层与其内部相比有更多的杂质、晶格缺陷和机械应力，所以表层齐纳二极管的噪声大、长期稳定性差，而且容易受到表层氧化层中迁移电荷及外界环境的影响。
为了克服上述缺点，改进制造工艺，采用隐埋齐纳二极管结构（见图1.2），使其击穿电压发生在表层的下面，从而可以避免表层的影响，使其在温度漂移、时间漂移和噪声特性等方面得到明显的改善。
图1.3所示的齐纳基准电压及其反馈放大器用于提供非常稳定的输出。
用电流源偏置6.3v的齐纳二极管。
齐纳电压由电阻网络r1和r2分压，此电压加到运放的非倒相输入端，并被放大到所需要的输出电压。
放大器增益由电阻网络r3和r4确定，即增益
g=1+r4/r3。
使用6.3v齐纳二极管，因为它对于时间和温度是最稳定的齐纳二极管。
其输出方程式为：
隐埋齐纳二极管基准比带隙基准昂贵，但能提供更高的性能。
典型的初始误差为 0.01～0.04%，tc为1～10ppm/℃，噪声低于10μvp-p（0.1～10hz）。
长期稳定性典型值为6～15ppm/1000小时。
基于隐埋齐纳的基准经常用在12位、14位和较高分辨率的系统中。
因为隐埋齐纳基准的性能可通过设计中包含非线性温度补偿网络
而得到提高，在几个温度点上微调补偿网络可使其电性能在工作范围内达到最佳。
2.带隙基准电压源
隐埋齐纳二极管基准源的缺点是电源电压必须大于7v，工作电流相当高，通常为几个ma，显然这种基准源不适合于便携式和电池供电的应用场合。
二极管带隙基准源是一种低温度系数、低电压的基准源。
带隙基准最简单的结构是用两个晶体管，用不同的发射极面积产生正比于绝对温度的电压，如图2.1所示。
vbe1和vbe2具有相反的温度系数。
电压vcc变换为电流i1和i2，i1和i2被镜象反映到输出支路，输出方程为：
式中λ是比例因子，vbe1是第一个晶体管的基极—发射极电压，vbe2是第二个晶体管的基极—发射极电压。
因为带隙基准源的价格优势，它被广泛应用于adc/dac转换器以及外部基准源中。
通常，带隙基准用在需要最高10位精度的系统设计中。
带隙基准一般具有0.5～1.0%初始误差，温度系数tc为25～50ppm/℃，输出电压噪声一般为15～30μvp-p（0.1～10hz），长期稳定性为20～30ppm/1000小时。
3.xfet基准电压源
xfet是一种新型的基准技术，这种基准源的核心是利用jfet来设计的。
从理论上讲，jfet的沟道导电载流子是多子，相对双极晶体管的基区导电载流子是少子而言，多子遇到晶格碰撞产生噪声的机会要小于少子，因而xfet基准电压源具有较低的噪声。
与bjt
带隙基准源类似，基于jfet的电压基准电路利用一对具有不同夹断电压的jfet，将其差分输出电压放大以产生一个稳定的负温度系数的电压（约为-120ppm/°c），然后用一个具有正温度系数的电压进行补偿，得到稳定的基准电压。
两个jfet中的一个jfet在制造过程中外加了一步离子注入工艺，所以成为外加离子注入结型场效应管（extra implantation junction field effect transistor ——xfet）基准电压源。
如图3.1所示，它由两个结型场效应管组成，其中一个多加一次沟道注入来提高夹断电压。
两个jfet工作在相同的漏极电流下，把夹断电压之差进行放大，用来形成电压基准。
其输出方程式是：式中δvp是两个jfet夹断电压之差，iptat是正温度系数校正电流。
xfet基准的性能水平处在带隙和齐纳基准之间，典型的初始误差为0.06%，tc为10ppm/℃，噪声为15μvp-p（0.1～10hz），长期稳定性为0.2ppm/1000小时。
参考文献
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