带隙基准电路
带隙基准电路设计要点
帯隙基准电路设计（东南大学集成电路学院）一.基准电压源概述基准电压源(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，它是模拟和数字电路中的核心模块之一，在DC/DC ，ADC ，DAC 以及DRAM 等集成电路设计中有广泛的应用。
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。
模拟电路使用基准源，是为了得到与电源无关的偏置，或是为了得到与温度无关的偏置，其性能好坏直接影响电路的性能稳定。
在CMOS 技术中基准产生的设计，着重于公认的“帯隙”技术，它可以实现高电源抑制比和低温度系数，因此成为目前各种基准电压源电路中性能最佳、应用最广泛的电路。
基于CMOS 的帯隙基准电路的设计可以有多种电路结构实现。
常用的包括Banba 和Leung 结构带薪基准电压源电路。
在综合考虑各方面性能需求后，本文采用的是Banba 结构进行设计，该结构具有功耗低、温度系数小、PSRR 高的特点，最后使用Candence 软件进行仿真调试。
二.帯隙基准电路原理与结构1.工作原理带隙基准电压源的设计原理是根据硅材料的带隙电压与电源电压和温度无关的特性，通过将两个具有相反温度系数的电压进行线性组合来得到零温度系数的电压。
用数学方法表示可以为：2211V V V REF αα+=，且02211=∂∂+∂∂T V T V αα。
1).负温度系数的实现根据双极性晶体管的器件特性可知，双极型晶体管的基极-发射极电压BE V 具有负温度系数。
推导如下：对于一个双极性器件，其集电极电流)/(ex p T BE S C V V I I =，其中q kT V T /=，约为0.026V ，S I 为饱和电流。
根据集电极电流公式，得到：SC T BE I I V V ln= (2.1) 为了简化分析，假设C I 保持不变，这样： TI I V I I T V T V S S T S C T BE ∂∂-∂∂=∂∂ln (2.2) 根据半导体物理知识可知：kT E bT I gm S -=+ex p 4 (2.3)其中b 为比例系数，m ≈−3/2，Eg 为硅的带隙能量，约为1.12eV 。
带隙基准启动电路工作原理
带隙基准启动电路工作原理“哎呀，这玩意儿到底是咋工作的呢？”我看着书上的带隙基准启动电路，脑袋里满是问号。
咱先说说这带隙基准启动电路是啥吧。
它就像一个超级厉害的小助手，在很多电子设备里都发挥着大作用呢！这带隙基准启动电路有好多关键部件。
就比如说那个像小卫士一样的电阻，它能控制电流的大小，可重要啦！还有那个像小精灵一样的晶体管，能开关电流，就像我们家里的电灯开关一样。
这些关键部件都有自己独特的功能，它们一起合作，才能让带隙基准启动电路正常工作。
那这带隙基准启动电路到底是咋工作的呢？嘿，这就像一场奇妙的冒险。
电流就像一群调皮的小猴子，在电路里跑来跑去。
电阻呢，就像一个严格的老师，把这些小猴子管得服服帖帖的，让它们不能乱跑。
晶体管呢，就像一个聪明的指挥官，什么时候让电流通过，什么时候不让电流通过，它都安排得明明白白。
有一天，我和小伙伴们一起玩游戏。
我的小手表突然不显示时间了。
“这可咋办呀？”我着急地说。
小伙伴们也都围了过来。
“是不是没电了？”一个小伙伴问。
“不对呀，我刚换的电池。
”我说。
这时候，我突然想到了带隙基准启动电路。
我想，说不定小手表里的带隙基准启动电路出问题了。
我赶紧跑回家，拿出我的小工具箱，开始研究小手表。
我打开小手表的后盖，看到了里面那些小小的零件。
“哇，这么小的东西，怎么这么复杂呢？”我自言自语道。
我仔细地观察着每一个零件，想找到问题出在哪里。
这时候，爸爸走了过来。
“你在干什么呢？”爸爸问。
“我的小手表坏了，我想看看是不是带隙基准启动电路出问题了。
”我说。
爸爸笑了笑，说：“你还知道带隙基准启动电路呢？不简单呀！”我得意地说：“那当然，我在书上看到过。
”爸爸拿起小手表，看了看，说：“可能是这里的一个小零件坏了。
”我赶紧问：“是哪个小零件呀？”爸爸指了指一个小小的晶体管，说：“这个晶体管可能坏了。
”我好奇地问：“这个晶体管是干什么用的呀？”爸爸说：“这个晶体管就像一个开关，控制着电流的通过。
带隙基准psrr推导
带隙基准PSRR推导一、引言在集成电路设计中，带隙基准(或称为参考电压)是一个重要的参数，用于提供稳定的参考电压给其他电路模块。
而PSRR（Power Supply Rejection Ratio）则是衡量电路对电源噪声的抑制能力的指标。
本文将详细探讨带隙基准PSRR的推导方法。
二、带隙基准简介带隙基准是一种基于半导体材料的电压参考源，其具有较高的稳定性和线性度。
它通常由一个差分放大器和一个反馈环路组成，通过对差分放大器的输入电压进行调整，使得输出电压与参考电压保持稳定。
三、PSRR的定义PSRR是指在输入电压发生变化时，输出电压相对于输入电压的变化比例。
在实际应用中，电源噪声是不可避免的，因此高PSRR是带隙基准设计中的重要指标之一。
PSRR的计算方法如下：PSRR = ΔVout / ΔVin其中，ΔVout表示输出电压的变化量，ΔVin表示输入电压的变化量。
四、带隙基准PSRR的推导方法带隙基准的PSRR可以通过差分放大器的增益和反馈环路的特性来推导。
下面将详细介绍推导的步骤：1. 建立差分放大器模型首先，我们需要建立差分放大器的模型。
差分放大器一般由两个晶体管和若干电阻、电容组成。
通过对差分放大器的小信号模型进行分析，可以得到其输入输出关系式。
2. 计算差分放大器的增益根据差分放大器的输入输出关系式，可以计算其增益。
增益的计算通常采用增益公式或者传输函数的方法。
3. 分析反馈环路的特性反馈环路对差分放大器的输出进行反馈，从而稳定输出电压。
通过分析反馈环路的特性，可以得到反馈系数和相位延迟等参数。
4. 推导带隙基准的传输函数将差分放大器的增益和反馈环路的特性结合起来，可以推导出带隙基准的传输函数。
传输函数描述了输入电压和输出电压之间的关系。
5. 计算带隙基准的PSRR根据带隙基准的传输函数，可以计算其PSRR。
PSRR的计算需要考虑输入电压的变化对输出电压的影响。
五、结论带隙基准的PSRR是衡量其抑制电源噪声能力的重要指标。
低功耗带隙基准电压源
低功耗带隙基准电压源
低功耗带隙基准电压源是一种用于提供稳定、精准的电压参考的电路。
它通常由带隙参考电路组成，能够在不受温度变化和电源波动影响的情况下产生稳定的电压输出。
带隙参考电路是利用半导体材料的禁带宽度间接产生参考电压的方法。
该电路通常由两个P-N结组成，其中一个为常温结，而另一个则被加热至高温。
由于温度对半导体材料的禁带宽度有较大影响，加热的P-N结会产生知道温度的电压差，与常
温结的电压比例保持恒定。
通过调整材料的特性和结构，可以制作出不同的带隙参考电路，以满足不同的应用需求。
低功耗带隙基准电压源广泛应用于需要稳定参考电压的低功耗电路中，如微控制器、传感器接口、模拟-数字转换器等。
它
具有稳定性好、温度系数低、功耗低等优点，可以提供精确的电压参考，使得整个系统能够更加可靠和精确地工作。
带隙基准电路设计
带隙基准电路设计
嘿，朋友们！今天咱来聊聊带隙基准电路设计。
这玩意儿啊，就像是电路世界里的定海神针！
你想想看，在那复杂纷繁的电路海洋中，要是没有一个可靠的基准，那不就像船在大海上没了指南针，瞎转悠嘛！带隙基准电路就是那个能给其他电路指明方向、提供稳定参照的宝贝。
它就好比是一场比赛中的裁判，公正公平地给出标准，让其他电路元件能按部就班地工作。
要是没有它，那电路里还不得乱套呀！各种信号乱跑，功能都没法正常实现了。
设计带隙基准电路可不容易哦！得像个细心的工匠，一点一点地雕琢。
从选择合适的元件开始，这就跟挑食材做饭一样，得挑新鲜的、好的食材，才能做出美味的菜肴。
元件选不好，那后面可就难办咯！
然后呢，还得精心设计电路的布局，这可不是随便摆摆就行的。
就好像搭积木，得考虑怎么搭才最稳固、最合理。
每个元件的位置都有讲究，牵一发而动全身呐！
在调试的过程中，那可得有耐心。
有时候就像解谜一样，一点点地找问题，解决问题。
要是没耐心，那肯定不行呀！难道遇到点困难就打退堂鼓啦？那可不行！
而且啊，这带隙基准电路还得适应各种环境呢！就像人一样，得能经得住各种考验。
热了不行，冷了也不行，得始终保持稳定可靠。
你说它容易吗？
咱再想想，要是没有带隙基准电路，那些电子设备还能这么好用吗？手机说不定一会儿信号好，一会儿信号差；电脑可能会时不时地出故障。
哎呀，那可太糟糕了！
所以说呀，带隙基准电路设计真的太重要啦！咱可得重视起来，好好研究，把它设计得稳稳当当的。
让我们的电子世界因为它而更加精彩，更加可靠！这就是我对带隙基准电路设计的看法，你们觉得呢？。
带隙基准电路的基本原理电路核心以及误差源和抑制比的分析
带隙基准电路的基本原理电路核心以及误差源和抑制
比的分析
近年来，由于集成电路的飞速发展，基准电压源在模拟集成电路、数模混合电路以及系统集成芯片(SOC)中都有着非常广泛的应用，对高新模拟电子技术的应用和发展也起着至关重要的作用，其精度和稳定性会直接影响整个系统的性能。
因此，设计一个好的基准源具有十分现实的意义。
1 带隙基准电路的基本原理
带隙基准电压源的目的是产生一个对温度变化保持恒定的量，由于双极型晶体管的基极电压VBE，其温度系数在室温(300 K)时大约为-2．2 mV／K，而2个具有不同电流密度的双极型晶体管的基极-发射极电压差VT，在室温时的温度系数为+0．086 mV／K，由于VT与VBE的电压温度系数相反，将其乘以合适的系数后，再与前者进行加权，从而在一定范围内抵消VBE的温度漂移特性，得到近似零温度漂移的输出电压VREF，这是带隙电压源的基本设计思想。
1．1 带隙基准电压源核心电路
本文提出的电路核心结构如图1所示，在电路中双极晶体管构成了电路的。
低压带隙基准电路
低压带隙基准电路低压带隙基准电路是一种用于产生稳定的电压参考的电路。
在很多应用中，需要一个稳定的电压参考作为基准来进行各种电路的设计和测试。
低压带隙基准电路通过利用半导体材料的特性来实现稳定的电压输出。
低压带隙基准电路的原理是基于半导体材料的能带结构。
在半导体材料中，存在着能带隙，即导带和价带之间的能量差。
当半导体材料处于热平衡状态时，导带和价带之间的能量差是稳定的。
通过合理设计半导体材料的结构，可以使得能带隙的能量差在一定范围内保持不变。
低压带隙基准电路一般由两个关键部分组成：参考电流源和比较电路。
参考电流源用于产生一个稳定的电流，而比较电路则用于将参考电流与半导体材料的能带隙进行比较，从而产生一个稳定的电压输出。
参考电流源的设计是低压带隙基准电路中最关键的一步。
参考电流源的设计可以采用多种方式。
一种常用的方式是使用基准二极管。
基准二极管是一种特殊的二极管，其电流与温度无关，可以产生一个稳定的电流。
通过将基准二极管与其他电阻、电容等元件组合在一起，就可以构建一个稳定的参考电流源。
比较电路是低压带隙基准电路中另一个重要的组成部分。
比较电路的作用是将参考电流与半导体材料的能带隙进行比较，并产生一个与参考电流成比例的电压输出。
比较电路一般采用差分放大器的结构，通过调整差分放大器的增益和偏置电流，可以得到一个稳定的电压输出。
在低压带隙基准电路中，还需要考虑温度漂移的问题。
由于半导体材料的特性，其能带隙与温度有关，随着温度的变化，能带隙也会发生变化，从而导致电压输出的不稳定。
为了解决这个问题，可以采用温度补偿电路来对基准电路进行补偿，使得电压输出在不同温度下仍然稳定。
除了温度漂移，还需要考虑其他因素对低压带隙基准电路的影响。
例如供电电压的稳定性、噪声的影响等等。
为了提高低压带隙基准电路的性能，可以采用滤波电路、稳压电路等方式来提高电路的稳定性和抗干扰能力。
总结起来，低压带隙基准电路是一种用于产生稳定的电压参考的电路。
带隙基准电路设计要点
带隙基准电路设计要点(总16页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-帯隙基准电路设计（东南大学集成电路学院）一.基准电压源概述基准电压源(Reference Voltage)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，它是模拟和数字电路中的核心模块之一，在DC/DC ，ADC ，DAC 以及DRAM 等集成电路设计中有广泛的应用。
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。
模拟电路使用基准源，是为了得到与电源无关的偏置，或是为了得到与温度无关的偏置，其性能好坏直接影响电路的性能稳定。
在CMOS 技术中基准产生的设计，着重于公认的“帯隙”技术，它可以实现高电源抑制比和低温度系数，因此成为目前各种基准电压源电路中性能最佳、应用最广泛的电路。
基于CMOS 的帯隙基准电路的设计可以有多种电路结构实现。
常用的包括Banba 和Leung 结构带薪基准电压源电路。
在综合考虑各方面性能需求后，本文采用的是Banba 结构进行设计，该结构具有功耗低、温度系数小、PSRR 高的特点，最后使用Candence 软件进行仿真调试。
二.帯隙基准电路原理与结构1.工作原理带隙基准电压源的设计原理是根据硅材料的带隙电压与电源电压和温度无关的特性，通过将两个具有相反温度系数的电压进行线性组合来得到零温度系数的电压。
用数学方法表示可以为：2211V V V REF αα+=，且02211=∂∂+∂∂TVT V αα。
1).负温度系数的实现根据双极性晶体管的器件特性可知，双极型晶体管的基极-发射极电压BEV 具有负温度系数。
推导如下：对于一个双极性器件，其集电极电流)/(exp T BE S C V V I I =，其中q kT V T /=，约为，S I 为饱和电流。
根据集电极电流公式，得到：SCT BE I I V V ln= 为了简化分析，假设C I 保持不变，这样：TI I V I I T V T V SS T S C T BE ∂∂-∂∂=∂∂ln 根据半导体物理知识可知：kTE bT I g m S -=+exp4其中b 为比例系数，m ≈−3/2，Eg 为硅的带隙能量，约为。
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带隙基准电路
1 带隙基准电路的概述
带隙基准电路是一种先进的模拟电路解决方案，它不仅能够实现参考电压的产生，而且可以实现多通道的参考电压的精确控制。
它相对于传统的参考电路有以下几个优点：
· 能提供宽带隙电压范围：这种情况下，能够以一种精确而稳定的方式实现跨越最大可能输入范围的处理。
· 电路可以实现多通道、高精度的参考电压：它提供了一种高精度、稳定性优良的多分量参考输出电压。
· 产生低噪声和高稳定性：因为带隙基准电路采用了集成技术，所以能够有效减少噪声并具备较好的稳定性。
· 简单的操作和便携性：它的操作非常简单，而且带隙基准电路也非常便携，可以轻松实现重新定位。
2 带隙基准电路的工作原理
带隙基准电路是实现多种电能质量测量应用的有效解决方案，它采用了两种不同的工作方式：精确模式和保护模式。
在精确模式下，带隙基准电路的工作原理很简单，只需要调节电路的内部参数即可产生高精度的输出电压。
它是由三部分组成：输出
稳压器，用于提供稳定的输出电压；一个参考电源，主要用于调节带隙电压范围；以及一组校准电阻，用于控制输出精度。
在保护模式下，带隙基准电路会根据外部环境和输入电压变化情况，自动调节其输出电压，以确保它的正确工作。
它的主要组成部分也包括一个稳压器，一个参考电源和一组校准电阻。
但是，它需要一个可变增益放大器，以更精准地检测并调节电路的输出电压。
3 带隙基准电路的应用
带隙基准电路是由一套事先经过优化设计的电路元件组成，因此它可以用于很多不同的应用领域。
比如：可以用于实现数字电路中的电源供应器被板实现；可以应用在移动电话和便携式电子装置电源管理中实现电压控制；可以应用在太阳能发电系统上实现电源监控；可以用于实现电能表的正确参考精度；可以用于智能电表实现电压、电流和温度的监测；可以应用于数据采集卡和传感器从机上实现精确的参考电压等。
总之，带隙基准电路是一种非常有效的、精确的参考电路解决方案，能够满足不同的应用需求，为多种电能应用的精准测量提供有用的辅助。