精品文档---下载后可任意编辑Keith Sanborn IEEE 成员 Dongsheng Ma IEEE 成员 Vadim Ivanov IEEE 成员摘要:本文将会提出一种新的工作电压 1V 以内的带隙基准电压源,和以前的设计相比,它具有更低的输出噪声,同时对不同的制造过程有着更好的兼容性。这项技术将通过使用反向带隙电压原理(RBVP),使带隙基准工作在 1V 的低压下。与此同时,在不使用外置滤波器的情况下输出噪声也控制在很低水平。虽然设计时采纳的是的 BiCMOS 工艺,但是它能与绝大多数的 CMOS 和 BiCMOS 工艺很好地兼容。在所有的测试模块和空闲模块中,一个完整的晶圆面积大约是 2。理论分析和实验结果都显示,在 20uA 的偏置电流下工作时,输出噪声的频率密度为 40nV/Hz。此外,在—10Hz 频带下的峰到峰输出噪声仅为 4uV。室温下,未经调整的电压基准的平均输出为,在-40℃到125℃之间的平均温度系数在 11ppm/℃附近,误差不超过 5ppm/℃。关键词: BiCMOS 低噪声 低压 噪声测量 峰到峰噪声 亚 1V 带隙基准电压 温度系数 1V 供电 正文:一、介绍 电压基准在模拟电路或者数模混合电路(例如数据整流器和电压调节器)是一个关键性的模块。下面是一个理想电压基准的一些关键要求: (1)输出电压与温度无关; (2)输出电压与输入无关; (3)可以在一个较宽的输入电压范围内正常工作; (4)输出电压易被测量。 一个典型的可以满足上述要求的基准就是带隙基准。据作者所知,这种基准最早于 20 世纪 70 年代初在 National Semiconductor 杂志中出现,是由 Widlar 在讨论 LM109 5-V 输出电压调节器时提出的。通过改进,基准的输出电压能被调整到 10V 和。在这两个方案中,我们都是通过把一个与绝对温度互补的电压(CTAT)和一个与绝对温度成正比的电压(PTAT)相加,产生一个与温度系数一阶线性相关的电压,并作为带隙电路的输出电压。这个与温度系数一阶线性相关电压的产生,可以用表一中所示的带隙基准来解释,这个电路的输出电压为(1)图一. 采纳双极性 NPN 管的带隙基准电压源这里的是管和管发射极面积的比值。(1)式中的和分别是 CTAT 和 PTAT 电压。电路中各个电阻的阻值和上述的数值应该被恰当得选择,使得 CTAT 和 PTAT 电压对温度的影响恰好能够相互抵消。当温度影响被抵消之后,(1)式中的值将约等于 0 开尔文时候硅的频带间隙电压。尽管上述带隙基准能够满足之前所提到的所有典型要求,它仍然在...