帶過溫保護(hù)功能的高精度帶隙基準(zhǔn)電壓電路設(shè)計(jì).pdf

1、帶隙基準(zhǔn)電壓源是電源管理芯片系統(tǒng)中是不可缺少的一部分，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、片上系統(tǒng)和線性穩(wěn)壓器等中得到大量應(yīng)用。近些年來，隨著數(shù)字集成電路的迅速發(fā)展，在功能上可以代替一些模擬電路模塊，然而連續(xù)信號(hào)和模擬信號(hào)必須通過模擬集成電路來實(shí)現(xiàn)。由于溫度的變化、電源噪聲和負(fù)載波動(dòng)等外界因素的變化，不會(huì)影響基準(zhǔn)電壓的準(zhǔn)確性，可以為系統(tǒng)提供高性能高質(zhì)量的參考電壓，其精度對(duì)系統(tǒng)的性能有直接的影響，因此對(duì)基準(zhǔn)電壓源性能的優(yōu)化改進(jìn)顯得尤其重要，高精度、

2、低功耗和低溫漂的基準(zhǔn)電壓成為當(dāng)前研究的主要方向?，F(xiàn)代電子設(shè)備芯片中通常包含有過溫保護(hù)模塊，為了限制芯片的溫度和功耗。由于電路長時(shí)間工作在重載情況下，會(huì)導(dǎo)致芯片的電流增加，直接導(dǎo)致環(huán)境溫度的變化。如果芯片的散熱性不佳，熱量會(huì)不斷積累，使芯片的溫度急劇上升，最終將芯片內(nèi)部的電路燒毀，為了保護(hù)芯片必須要限制芯片的溫度。
　　本文首先介紹了帶隙基準(zhǔn)電壓的背景和研究意義，以及未來發(fā)展方向，然后在理論上對(duì)帶隙基準(zhǔn)電壓源的基本原理進(jìn)行了分析，并

3、對(duì)常見的幾種基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和對(duì)比，包括Kuijk、Widlar、Brokaw和Banba等帶隙基準(zhǔn)，并且針對(duì)傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)電壓的溫度系數(shù)高等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種分段曲率補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)，分別在低溫和高溫階段對(duì)基準(zhǔn)電壓的溫度曲率進(jìn)行補(bǔ)償，降低基準(zhǔn)電壓的溫度系數(shù)，達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)也考慮到整體電路功耗，以較少的電流消耗為代價(jià)大幅提高了其精度，整體提升電路的性能，然后介紹了過溫保護(hù)電路的基本原理，針對(duì)傳統(tǒng)過溫保護(hù)電路穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，本文采用溫度系數(shù)

4、不同的電流進(jìn)行比較，產(chǎn)生過溫保護(hù)信號(hào)，提升過溫保護(hù)電路的穩(wěn)定性?；?.18μmBCD工藝，采用Hspice軟件仿真，結(jié)果表明，電源電壓在2.5V至5V的之間變化可以產(chǎn)生1.237V的帶隙基準(zhǔn)電壓，線性調(diào)整率為0.0357％，電源電壓為5V時(shí)，電源抑制比(Power Supply Rejection Ratio，PSRR)為68.8dB，靜態(tài)電流功耗低至4.41μA，溫度在-40℃至150℃的范圍內(nèi)，基準(zhǔn)電壓的溫度系數(shù)為2.84ppm。