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(多图) 一种新型无运放CMOS带隙基准电路

/?? 2014年07月24日 ?? 收藏0

3 电路结构及其分析

3.1 常规的带隙基准电路

图1所示是两种常规的带隙基准电路,两者都是通过箝制A,B点电压相等,产生PTAT电流,再通过电阻R2将该电流转变为电压,与晶体管的VEB相加,得到基准电压。两者不同点是图1(a)所示电路使用运算放大器,图1(b)所示电路使用电流镜,使A,B电压相等。运放带隙基准的性能受运算放大器的失调电压。电源抑制比。增益等的严重影响。虽然可以通过仔细设计运算放大器得到很好的性能,但是运算放大器不仅引入了新的噪声和功耗,而且还增加了设计难度。电流镜带隙基准电路虽然没有使用运算放大器,但是因为沟道调制效应等原因,也会造成基准源精度的降低。

图1 两种常规的带隙基准电路
图1 两种常规的带隙基准电路

本文在图1(b)常规 电流镜带隙基准电路的基础上,提出一种新型带隙基准电路,如图2所示。

图2 新型带隙基准电压源
图2 新型带隙基准电压源

3.2 启动电路

因为带隙电路中存在简并偏置点,当电源上电时,有可能出现所有支路都传输零电流的情况,使整个电路不能正常工作。因此,需要启动电路让电路在上电时摆脱简并偏置点。

图2电路中的M9~M14和Q5组成启动电路。刚接通电源时,节点⑥为低电平。M9导通,给节点⑥充电。当节点⑥电压升到一定高度时,整个带隙基准电路开始正常工作,同时导致(6)式成立,从而在电路正常工作时M9处于截止状态。启动电路不再对电路产生影响,完成电路的启动。

VGS9=VCC-V-VDS10-VDS11-VDS12=VCC-VEB3-VGS7-VDS10-VDS11-VDS12<VTH9 (6)

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带隙基准电路? 无运放基准源? 启动电路?

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