新型BiCMOS帶隙基準電路的設計
1.4 電路啟動及簡并點分析
因為常規(guī)電流模帶隙結構引入了新的電流通道,使每支路都有2個電流通道,因此存在著第三種可能的簡并態(tài)。文獻給出了解決第三簡并態(tài)的解決辦法,但是其啟動電路復雜。本設計實現(xiàn)電流模結構的同時沒有引入額外的電流通路,故只存在2個簡并態(tài):零點態(tài)和工作態(tài)。所以,所需啟動電路簡單,其結構如圖4所示。
圖4中M點與核心電路中AMP1輸出端的M點相連,當AMP1輸出高電平時,核心電路中各PMOS不能導通。這時啟動電路通過反相器的作用使M10導通,M10的漏端接核心電路中的a點,從而M10開始對a點充電,使電路脫離零電流狀態(tài)。電路導通以后,M點輸出低電平使M10關斷,啟動電路從主電路脫離。
1.5 電路中運算放大器的設計
本設計中考慮放大器的重要性能指標是開環(huán)直流增益大、電源抑制比高。運放結構如圖5所示,采用兩級放大結構:第一級是雙端輸入單端輸出的以共源共柵PMOS為負載的折疊共源共柵結構;第二級為共源放大(兩級中間用電容做補償)。這樣的結構提供足夠高的直流增益,同時共源共柵負載的應用,不僅提高了開環(huán)直流增益而且增大了電源抑制比。
2 帶隙基準電路仿真結果
電路采用Xfab O.35μm BiCMOS的工藝模型庫,用Cadence Specte仿真器對電路進行仿真模擬。當電源電壓為3.3 V時,圖6和圖7分別是溫度相關性和電源抑制比(PSRR)的曲線圖。結果顯示,本帶隙基準輸出O.5 V穩(wěn)定電壓,在-40~+125℃的溫度范圍內,溫漂為15 ppm,電路表現(xiàn)出良好的溫度特性。同時,低頻時基準電壓源的電源抑制比可達-103 dB,在40 kHz以前電源抑制比小于-100 dB。圖8是本電路在不同工作電壓下的輸出電壓,可見電路正常啟動電壓為2 V,電路啟動后基準電壓的變化小于O.06 mV。
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