一種低電壓低溫漂的基準電流源

現在需要得到一個偏置電壓VREF。VREF不但要與溫度無關，而且必須等于VZTC，使得輸出管M1工作在零溫漂點(ZTC)，產生一個與溫度無關的基準電流IREF。這個偏置電壓可以通過下述的二階補償的低壓帶隙基準電路得到。

2 二階補償的低壓帶隙基準電路
2．1 低壓帶隙基準電路
傳統帶隙基準源設計的基本思想是選擇適當的系數，將具有正溫度特性的熱電壓VT與具有負溫度特性的雙極型晶體管的VBE相加，從而得到一個與溫度無關的近似輸出，但在低壓情況下，這種模式的帶隙基準電路將受到限制。文獻[7]給出一種電流模式，采用電阻分壓得到的一個低壓的帶隙基準電路。如圖3所示，該電路將正溫度系數和負溫度系數兩電流之和通過電流鏡鏡像到輸出端，得到基本與溫度無關的基準電壓。

調整R1的阻值使Va和Vb分別大于0.6 V，晶體管工作在指數區，同時利用R2B1，R2B2及R2A1，R2A2，進行分壓，得到較小電壓的Vc和Vd作為運放的輸入電平。其中R2B1=R2A1，R2B2=R2A2，所以Va=Vb，Vc=Vd。可以推導出圖3中帶隙基準輸出電壓VREF：

2．2 二階溫度補償
由文獻[8]可知，雙極型晶體管的VBE并不是隨著溫度線性變化的，其溫度特性可表示為：

式中：VBG0是在溫度為0 K時外推而得到的PN結二極管電壓；T是絕對溫度；T0是參考溫度；VBE0是在溫度為T0時的發射結電壓；η是與工藝有關且與溫度無關的常數；α的值與集電極電流Ic的溫度特性有關(當Ic與溫度成正比，即PTAT電流時，α=1；當Ic是與溫度無關的電流時，α=0)。
文獻[9]運用這個原理對電路進行了二階溫度補償，但在低電源電壓的情況下，文獻[8]中的電路將受到限制。在此將這種二階溫度補償的方法運用到圖3的帶隙基準電路中，改進后的電路圖如圖4所示。