高精度CMOS帶隙基準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)
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假設(shè)Mp1，Mp2和MN1，MN2均為相同的對(duì)管，將PTAT電流Ip3加到基極-發(fā)射極電壓上，因此輸出電流為：
PTAT基準(zhǔn)電流IMp3PTAT(與絕對(duì)溫度成正比)通過(guò)R3產(chǎn)生輸出基準(zhǔn)電壓。
2.2 自偏置電路及反饋補(bǔ)償電路
為了提高電源電壓抑制，該設(shè)計(jì)對(duì)核心電路和運(yùn)放的電源電壓進(jìn)行了調(diào)節(jié)，由MOS管的電流電壓特性可知，當(dāng)VDS≥VG-VTH時(shí)器件工作在飽和區(qū)，有：
對(duì)其求導(dǎo)得：
式中：VGS為柵源電壓;VTH為閾值電壓。
因?yàn)闁怕┒探?，故MN3，MN5一定處于飽和狀態(tài)，它們均可作為一個(gè)阻值由過(guò)驅(qū)動(dòng)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(lián)電阻Rx，如果Vout增大，則RN3減小，并聯(lián)電阻Rx減小，從而使PTAT基準(zhǔn)電流通過(guò)MN3分流一部分;同樣原理適用于MN5和MN6，達(dá)到抑制補(bǔ)償輸出電壓，使基準(zhǔn)源輸出電壓穩(wěn)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(huì)帶來(lái)電路的啟動(dòng)問(wèn)題。
2.3 啟動(dòng)電路
在基準(zhǔn)源電路中需要啟動(dòng)電路使得系統(tǒng)上電時(shí)電路能夠進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，而自偏置放大器電路往往也存在啟動(dòng)問(wèn)題。當(dāng)電路處于非工作狀況時(shí)，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(gè)比較高的電勢(shì)，當(dāng)電源接通后不但放大器的偏置電路為截止?fàn)顟B(tài)，而且基準(zhǔn)源的核心電路也無(wú)法正常啟動(dòng)。本文設(shè)計(jì)的啟動(dòng)電路則可以同時(shí)滿足放大器和核心電路的啟動(dòng)要求，它由Mp6～Mp8，MN7，MN8，R4，R5構(gòu)成。
評(píng)論