一种高精度高阶曲率补偿型带隙基准电压源

设计了一种利用三极管的反向饱和电流来实现高阶曲率补偿的、具有极低温度系数的BiCMOS带隙基准电压源。通过增加由一个三极管和若干电阻形成的高阶曲率补偿电路来获得更小的温度漂移。电路采用0.8μm BiCMOS工艺实现,在5V工作电压条件下的仿真结果表明,在-20～+120℃的温度范围内输出电压的温度系数为5ppm／℃,与一阶补偿相比温度系数减小了90%。该电路结构简单实用,功耗

第 2 3卷

第 5期

液

晶

与

显

示

Vo . 3, . 1 2 No 5 Oc ., 0 8 t 2 0

20 0 8年 1 O月

Chn s o r a fL q i r sasa d Dipa s ieeJ u n l iud C y tl n s ly o

文章编号：0 7 2 8 ( 0 8 0— 6 80 1 0 7 0 2 0 ) 50 3— 4

一

种高精度高阶曲率补偿型带隙基准电压源 张兵峰，魏廷存，郑然，陈升 (北工业大学航空微电子中心，西西安西陕 7 0 7,Ema:za g ige g 8@ 1 6c r) 1 0 2— i h n bn fn 8 0 2 .o l n

摘要：计了一种利用三极管的反向饱和电流来实现高阶曲率补偿的、有极低温度系数设具的 BC S带隙基准电压源。通过增加由一个三极管和若干电阻形成的高阶曲率补偿电路 iMO 来获得更小的温度漂移。电路采用 0 8 m BC . iMOS工艺实现， 5V工作电压条件下的仿在

真结果表明，一2~+ 10℃的温度范围内输出电压的温度系数为 5p m/C,一阶补偿在 O 2 p￣与 相比温度系数减小了 9。该电路结构简单实用，耗较小。 O功

关

键词：带隙基准电压源；度系数；阶曲率补偿温高 文献标识码：A

中图分类号： 727 4 TN 2。。 。

l引

言

2带隙基准电压源的原理 传统的带隙基准源_运用双极晶体管的基一 2 射极电压 V的负温度特性和 P TAT电流产生的正比于温度的特性，两者相抵消，而得到较为将从稳定的温度特性。图 l传统的带隙基准源的原是 理图。

输出电压不随电源电压、度和工艺变化的温基准电压源是 VL I S的重要电路模块之一。在各种各样的基准电压源中，隙基准电压源u由于带 具有电路实现简单、于控制、便温漂低等优点而得

到广泛应用。随着混合信号 VL I的发展，精 S高度 A/ D A、相环等，带隙基准电压源的精 D、/锁对 度提出了更高的要求。

传统的带隙基准电压源是由正温度系数电压 V热电压 ) (和负温度系数电压 V P结二极管 ( N的正向电压_ )权生成低温度系数或零温度系 2加]

数的基准电压源。理论上，电压随温度的线热

性变化和 P结电压随温度的非线性变化就决定 N

了很难实现在一个很大的温度范围内都达到低温度系数的电压源。同时，在普通的 B C i MOS工艺 下，运算放大器的高失调和高温漂都使得基准电 压源的精度变差。为了提高基准电压源的精度， 图 l带隙基准电压源原理图 Fi. P icpeo a d a o tg ee e c g1 rn il fb n g pv l erfr n e a

学术界和工业界对带隙基准电压源的温度曲率变

化进行了研究]使基准电压的温度特性得到改， 进。但仍存在电路比较复杂，耗较高等缺点。功 本文利用 P结反向饱和电流是温度的 N

运算放大器以

和

为输入，动 R驱和

RzR一R。的上端，得 x点和 y点稳定在近 ( )使似相等的电压。基准电压在放大器的输出端得 到。设 Q和 Q的发射极面积之比为 A, 根据图 1得到： E1 VB 2可 B一 E一VTn流过 R Q Q 1A, 3的电流

敏感函数这一特性，普通的一阶温度补偿带隙对 基准电压源在高温段进行高阶补偿。该电路结构简单，耗小，功且具有较好的温度特性。 收稿日期： 0 80一1 2 0—3i;修订日期：20—42 0 80—8

为 lA/, n R3因此输出电压为：

基金项目：国家“ 6 8 3计划”资助项目( .0 5 No 2 0 AA1 I 9 ) Z 1 3 *通讯联系人，— i wet@ n u . n E mal i: c wp d c

第1页