1．2 新型BiCMOS帶隙基準電路的設計
常見的電流模帶隙電路結(jié)構(gòu)在運算放大器的輸入兩端加入阻值相等的分流電阻，輸出基準由2個電流的和電流通過電阻獲得可以獲得相對小的基準電壓，這種結(jié)構(gòu)的基準電路存在第三簡并態(tài)的問題。由于第三簡并態(tài)的存在使電流模基準電路的應用受到很大限制。本設計采用電流模結(jié)構(gòu)帶隙基準來得到任意大小的輸出電壓，并且通過特殊的結(jié)構(gòu)消除第三簡并態(tài)的問題。通過增加修調(diào)電路對輸出電壓進行微調(diào)，提高了基準源的精度。帶隙基準源核心電路如圖2所示。
圖2中各個MOS管具有相同的長寬比。晶體管Q1與Q2發(fā)射極面積相同、Q3與Q4發(fā)射極面積相同、Q1與Q3的發(fā)射極面積比為1：n。Rs和Rt為修調(diào)電阻。放大器AMP1和AMP2處于深度負反饋。AMP1使得a和b兩點的電壓相等，而AMP2使得電壓VR2等于Vbe3。通過M1、Q1、Q2支路和M2、Q3、Q4支路的電流相等設為I1。通過M6、R2支路的電流設為I2?？傻玫饺缦碌谋磉_式：

式中：I1具有正的溫度系數(shù)，I2具有負的溫度系數(shù)。I2和I2分別鏡像到M3和M7求和后得到不隨溫度變化的基準電流。此電流通過R3，R4以及修調(diào)電阻Rs，Rt產(chǎn)生基準電壓Vref。由于IC工藝的隨機性，薄膜電阻會有(10％的變化，所以本設計用外部修調(diào)電路對輸出基準電壓進行精確控制，通過激光修調(diào)或數(shù)字電路控制修調(diào)電阻的個數(shù)可以對輸出電壓進行微調(diào)。作為一般結(jié)論考慮串聯(lián)電阻Rs個數(shù)為x，并聯(lián)電阻Rt的個數(shù)為y，得到：

通過式(6)可知，調(diào)節(jié)R2／R1的值，使Vref的溫度系數(shù)近似為零。通過增大串聯(lián)電阻Rs個數(shù)x來增大Vref，而增加并聯(lián)電阻Rt的個數(shù)y達到減小Vref的目的。
AMP1的反向輸入端串聯(lián)2個(而不是一個)正向二極管接地起到了減少噪聲的作用，亦可以抑制放大器的失調(diào)電壓對Vref的影響。為了進一步減小運放失調(diào)對參考電壓的影響，可以考慮較大的Q1、Q3發(fā)射結(jié)面積比值。此外，由于引入了修調(diào)電路，輸出電壓Vref可以穩(wěn)定在0．5 V。
1．3 次級電壓的生成
為了改善電源抑制比，不直接用主電源來供電，而是使用主電源電壓Vcc來產(chǎn)生一個次電壓Vcc1來供電(如圖2所示)，以提高這種新型帶隙基準電路的電源抑制比。其電路如圖3所示。

該電路中，AMP3處于深度負反饋狀態(tài)，根據(jù)運放虛短原理可知電容C的作用是去除電源電壓交流成分的影響。
1．4 電路啟動及簡并點分析
因為常規(guī)電流模帶隙結(jié)構(gòu)引入了新的電流通道，使每支路都有2個電流通道，因此存在著第三種可能的簡并態(tài)。文獻給出了解決第三簡并態(tài)的解決辦法，但是其啟動電路復雜。本設計實現(xiàn)電流模結(jié)構(gòu)的同時沒有引入額外的電流通路，故只存在2個簡并態(tài)：零點態(tài)和工作態(tài)。所以，所需啟動電路簡單，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。
圖4中M點與核心電路中AMP1輸出端的M點相連，當AMP1輸出高電平時，核心電路中各PMOS不能導通。這時啟動電路通過反相器的作用使M10導通，M10的漏端接核心電路中的a點，從而M10開始對a點充電，使電路脫離零電流狀態(tài)。電路導通以后，M點輸出低電平使M10關斷，啟動電路從主電路脫離。
1．5 電路中運算放大器的設計
本設計中考慮放大器的重要性能指標是開環(huán)直流增益大、電源抑制比高。運放結(jié)構(gòu)如圖5所示，采用兩級放大結(jié)構(gòu)：第一級是雙端輸入單端輸出的以共源共柵PMOS為負載的折疊共源共柵結(jié)構(gòu)；第二級為共源放大(兩級中間用電容做補償)。這樣的結(jié)構(gòu)提供足夠高的直流增益，同時共源共柵負載的應用，不僅提高了開環(huán)直流增益而且增大了電源抑制比。