一種低溫漂低功耗的簡易帶隙基準(zhǔn)電壓設(shè)計
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1．2 與溫度無關(guān)的基準(zhǔn)
帶隙基準(zhǔn)的核心，就是將有著正負(fù)相反溫度系數(shù)的電壓以適當(dāng)?shù)南禂?shù)加權(quán)，得到零溫度系數(shù)的電壓量。本設(shè)計中用到的負(fù)溫度系數(shù)電壓，是PN結(jié)的正向電壓，也就是BJT的發(fā)射結(jié)正偏電壓。雙極型晶體管的集電極電流和基極發(fā)射極電壓的關(guān)系：
式中，Is是雙極型晶體管的飽和電流，Eg是硅的禁帶寬度。當(dāng)VBE≈0．75 v，T=300 K時，
。注意，該溫度系數(shù)本身與溫度有關(guān)，可能會引起誤差。相同的雙極型晶體管在不等的電流密度下工作，它們的基極發(fā)射極電壓差值與絕對溫度成正比，利用這個關(guān)系，建立一個帶正溫度系數(shù)電壓。假設(shè)BJT的飽和電流，Is1=Is2=Is，集電極電流分別為nI0和I0，那么：
根據(jù)以上分析，完全可以利用這2種帶有相反溫度系數(shù)的電壓設(shè)計一個零溫度系數(shù)的電壓基準(zhǔn)。假設(shè)
，已知
，取α=1，則只需βlnn≈17．2，即可滿足
，實現(xiàn)了零溫度系數(shù)基準(zhǔn)電壓VREF。1．3 參數(shù)確定
電路整體設(shè)計如圖3所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/180705.htm
其輸出電壓的表達(dá)式：
式中，n是VQ1的BJT并聯(lián)數(shù)，m是流經(jīng)R2和R1的電流比值，等于Vp3和Vp1的寬長比。
在調(diào)試電路時應(yīng)該注意，Vp1、Vp2、VN1、VN2和電阻組成提供偏置的電流源，因此Vp1和Vp2、VN1和VN2應(yīng)該盡量匹配，對稱設(shè)計，且管子尺寸稍大。同時，使VN1和VN2的源極電壓值盡可能相等。
在原理設(shè)計中，多次進行理性化估計，實際測試中存在的誤差在所難免。為了達(dá)到最優(yōu)效果，必須在測試中不斷修正電路參數(shù)，然后再做測試。同時也應(yīng)意識到，任何一個電路的各個指標(biāo)都是相互影響相互制約的，應(yīng)根據(jù)需要調(diào)整，以保證整體設(shè)計效果。
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