高精度CMOS帶隙基準源的設計

　　假設Mp1，Mp2和MN1，MN2均為相同的對管，將PTAT電流Ip3加到基極-發射極電壓上，因此輸出電流為：

　　PTAT基準電流IMp3PTAT(與絕對溫度成正比)通過R3產生輸出基準電壓。

　　2.2 自偏置電路及反饋補償電路

　　為了提高電源電壓抑制，該設計對核心電路和運放的電源電壓進行了調節，由MOS管的電流電壓特性可知，當VDS≥VG-VTH時器件工作在飽和區，有：

　　對其求導得：

　　式中：VGS為柵源電壓;VTH為閾值電壓。

　　因為柵漏短接，故MN3，MN5一定處于飽和狀態，它們均可作為一個阻值由過驅動電壓控制的等效電阻，定義MN3和MN5的等效電阻分別為RN3和RN5，則可將MN3與R3視為并聯電阻Rx，如果Vout增大，則RN3減小，并聯電阻Rx減小，從而使PTAT基準電流通過MN3分流一部分;同樣原理適用于MN5和MN6，達到抑制補償輸出電壓，使基準源輸出電壓穩定。其中Mp4和Mp5為MN3提供偏置電流，但使用這種“自偏置電路”會帶來電路的啟動問題。

　　2.3 啟動電路

　　在基準源電路中需要啟動電路使得系統上電時電路能夠進入正常的工作狀態，而自偏置放大器電路往往也存在啟動問題。當電路處于非工作狀況時，放大器的輸入端電壓初始值為零，而輸出電壓由于寄生電容的存在可能位于一個比較高的電勢，當電源接通后不但放大器的偏置電路為截止狀態，而且基準源的核心電路也無法正常啟動。本文設計的啟動電路則可以同時滿足放大器和核心電路的啟動要求，它由Mp6～Mp8，MN7，MN8，R4，R5構成。