一种高电源抑制比带隙基准电压源的设计.pdf

第圆9卷第2期天津工业大学学报Vol.29No.2圆园10年4月允韵哉砸晕粤蕴韵云栽陨粤晕允陨晕孕韵蕴再栽耘悦匀晕陨悦哉晕陨灾耘砸杂陨栽再April2010一种高电源抑制比带隙基准电压源的设计刘军儒，牛萍娟，高铁成（天津工业大学信息与通信工程学院，天津300160）摘要：采用共源共栅运算放大器作为驱动，设计了一种高电源抑制比和低温度系数的带隙基准电压源电路，并在TSMC0.18滋mCMOS工艺下，采用HSPICE进行了仿真.仿真结果表明：在-25耀115益温度范围内电路的温-6/益，电源抑制比达到-100dB，电源电压在2.5耀4.5V之间时输出电压V漂系数为9.69伊10ref的摆动为0.2mV，是一种有效的基准电压实现方法.关键词：带隙基准电压源；电源抑制比；温度系数中图分类号：TN710.2曰TN86文献标志码：A文章编号：员远苑员原园圆源载（圆园10）园2原园园60原园3DesignofhighPSRRbandgapvoltagereferenceLIUJun-ru，NIUPing-juan，GAOTie-cheng（SchoolofInformationandCommunicationEngineering，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300160，China）Abstract：Abandgapvoltagereferencecircuitisdesignedwhichhashighpowersupplyrejectionratio（PSRR）andlowtemperaturecoefficient.Inthedesign，thewholebandgapcircuithashighPSRRthroughusingFoldedCas原codeOperationalAmplifierasthenextstage.BasedontheTSMC0.18滋mCMOSmodel，thesimulationre原sultsusingHSPICEshowthatthetemperaturecoefficientofthecircuitis9.69伊10-6/益betweenthetempera原turerangeof-25-115益andthePSRRis-100dB.ThebandgapoutputvoltageVswingis0.2mVwhenrefthesupplyvoltageis2.5-4.5V.Therefore，thedesignisaneffectivewaytoimplementabandgapvoltageref原erence.Keywords：bandgapvoltagereference；PSRR；temperaturecoefficient模拟集成电路广泛地包含着带隙基准电压源，由下，则它们的基极-发射极电压的差值驻Vbe就与绝对于带隙基准电压源的输出电压与电源电压、工艺参数温度成正比.利用驻Vbe的正温度系数与Vbe的负温度.和温度的关系很小，因此带隙基准电压源一直是集成系数相互抵消，可以实现低温漂、高精度的基准电压[2][1].在模/数转换器、数/模V=V+MV电路中的一个重要的基本模块outbeT（1）-3V/益.而转换器、偏置电路等集成电路设计中，对高电源抑制室温下，Vbe的温度系数约为-1.5伊10=kT/q，k为波耳兹曼常数）的温度系数比、低温度系数的带隙基准电压源的设计十分关键.热电压V（TVTV/益.当选择放大倍数M=17.2时，输基于此，本文设计了一种高电源抑制比（PSRR）的带隙为+0.087伊10-3基准电压源.出零温度系数的基准为：V抑1.25V（2）out1带隙基准原理[3-4].其中Q传统带隙电路结构如图1所示2的发射结面积是Q1、Q3的N倍，A为运算放大器,由于运算双极晶体管的基极-发射极电压Vbe具有负温度放大器的负反馈作用，a、b处的电压近似相等.系数，若两个双极晶体管工作在不相等的电流密度因此可以得到：收稿日期：2009-10-23基金项目：国家863计划资助项目渊2006AA03A154冤曰天津市科技支撑计划项目渊07ZCKFGX02100冤作者简介：刘军儒（1985—），男，硕士研究生.通讯作者：牛萍娟（1973—），女，教授，硕士生导师.E-mail：[e-mail]—61—第2期刘军儒袁等院一种高电源抑制比带隙基准电压源的设计/R=5，N=8，就能得到零温度系数基准电若选择R21aMMM压为：bA123V抑1.25V（7）barefV2.2运算放大器电路out运算放大器的输入级M1、M2和M11采用差分放大RR21器的电路结构.差分放大器只对差分信号进行放大，QQQ3而对共模信号进行抑制，具有很强的抗干