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        一種高精度低電源電壓帶隙基準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)

        作者: 時(shí)間:2011-02-25 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


        3 低壓帶隙基準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)
        3.1 運(yùn)算放大器

        采用二級(jí)運(yùn)放,第一級(jí)提供高增益,第二級(jí)提供大的擺幅。如圖3所示。由于運(yùn)算放大器的輸入電壓較低,約在250 mV,因此第一級(jí)運(yùn)放采用PMOS管作為差分輸入。負(fù)載采用二極管連接器件,為提高對(duì)電源電壓的抑制,采用和電源無(wú)關(guān)的偏置電路。第二級(jí)運(yùn)放采用簡(jiǎn)單的共源級(jí)結(jié)構(gòu),以提供最大的輸出擺幅,采用電流鏡作為有源負(fù)載以實(shí)現(xiàn)單端輸出。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/179656.htm


        運(yùn)算放大器的最低工作電壓為

        PMOS管的閾值電壓在約為0.5 V,運(yùn)算放大器的輸入在0.2~0.3 V,預(yù)留0.1 V的PMOS管過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓,可初步推算出運(yùn)放的最低電源電壓在1 V左右。
        3.2 偏置電路
        為提高帶隙基準(zhǔn)電路對(duì)電源電壓變化的抑制,偏置電路采用和電源無(wú)關(guān)的偏置。圖4為設(shè)計(jì)的偏置電路。將RS接在M9的上,而不是按傳統(tǒng)的接法,接在M9的源極和地之間,這樣在一定程度上減小了M9的體效應(yīng)。另外,還消除RS的分壓對(duì)M9的影響,使電路可以在更低的電源電壓下工作。不過(guò),RS的阻值要仔細(xì)在模擬后確定,保證M9工作在飽和區(qū)。


        可計(jì)算出,基準(zhǔn)電流(RS的電流)為

        其中,M9管的寬長(zhǎng)比為M8管的K倍,M7和M6的寬長(zhǎng)比相等。
        圖4所示的電路存在兩個(gè)平衡點(diǎn),即零點(diǎn)和正常工作點(diǎn),需要啟動(dòng)電路如圖4左邊所示。假設(shè)偏置電路處于關(guān)斷狀態(tài),那么M6~M9全部關(guān)斷,x點(diǎn)為高電平,M1關(guān)斷,M4關(guān)斷。故M2雖然柵極接地,但是漏電流很小,M2的漏源極電壓差很小,故y點(diǎn)的電壓足夠高,使M5開(kāi)啟,x點(diǎn)的電壓逐漸降低,電路啟動(dòng)。然后,M1導(dǎo)通,繼而M3和M4導(dǎo)通,y點(diǎn)的電壓逐漸降低,最終使M5關(guān)斷。



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