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而在本设计中加入了新的思想，消除mismatch带来的影响，如图3本设计中具有源极负反馈补偿方法的带隙基准核心电路。
此电路由PM2、PM3等2个MOS管，和R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8等8个电阻，以及两个pnp型的BJT：Q1、Q2和一个运放AMP组成。其中PM2、PM3组成的电流镜像电路；R7、R8组成源极反馈电路，R5，R6组成电压补偿电路。
在BGR的设计中，很多单元 对其功能有一定的影响，其中电流镜的管的匹配影响对电路功能影响很大。
在图3的电路中我们添的R5 和R6 两个电阻是为了降低Mos管vds的影响，因为，如图PM2和PM3组成的电流镜单元，这两个管子的匹配对电路有很大的影响。当没有R6和R5两个电阻，那么我们会发现PM2和PM3的VDS相差很大，因为它们的源极基本上是接到VDD，而PM2漏极电压在600mV左右，而PM3的漏极电压稳定在1.2V左右，所以两个管子的VDS相差很大，会造成很高的匹配影响，为了降低其影响，我们添加了R6和R5两个电阻，来保证PM2和PM3的VDS接近，消弱VDS带来的影响。
为了进一步降低VDS和减小电流镜的匹配误差，我们添加了R8和R9，这样以R8和R9分别对两路电流镜形成了源极负反馈，当加入两个电阻时 ，随着PM2基极电压增加，其电流ID也增加，那么电阻的压降同时增加，那么其VDS也相对减小。这样就减小了电流镜电流偏差对电路的影响。
同时，与传统的带隙基准源对比，我们是以PM2、PM3形成电流镜像，而传统的本身两个BJT各有一路电流镜像，我们的结构进一步减小了电流匹配的误差。
10 仿真验证
验证整体的电路最终输出是否满设计要求，同时观察电路最低工作电压及不同条件下的功耗大小，确定BGR的精度。
由图4可知，当温度在-40～125℃变化时，输出基准电压在1.2～1.204 V之间变化，可得其温度系数为：
通过DC仿真得到，当电源电压在1.6V-3.3V，在所有工艺条件影响下包含：MOS，电阻，电容，BJT。输出基准电压在1.19V～1.22V之间变化，常温下为1.2V，变化范围仅为30mV，精度为±2%之内，达到了很高的精度。同时功耗仅为20uA，比同类IP功耗大大减小。
11 结论与展望
本文设计了一个高精度、低功耗，并且具有自偏置功能的带隙基准源电路，能够输出稳定的基准电压，主要用于MCU，SOC等的reference供电，具有高可靠性。同时提出的自偏置结构、独特的启动电路结构和源极负反馈补偿技术不仅对于BGR具有指导意义，还对于其他类型IP设计提供了新的想法，也具有重要意义。 2/2 首页 上一页 1 2 |
