带隙基准电路ppt

帯隙基准电路设计（东南大学集成电路学院）一.基准电压源概述基准电压源(Reference V oltage)是指在模拟电路或混合信号电路中用作电压基准的具有相对较高精度和稳定度的参考电压源，它是模拟和数字电路中的核心模块之一，在DC/DC ，ADC ，DAC 以及DRAM 等集成电路设计中有广泛的应用。

它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个电路系统的精度和性能。

模拟电路使用基准源，是为了得到与电源无关的偏置，或是为了得到与温度无关的偏置，其性能好坏直接影响电路的性能稳定。

在CMOS 技术中基准产生的设计，着重于公认的“帯隙”技术，它可以实现高电源抑制比和低温度系数，因此成为目前各种基准电压源电路中性能最佳、应用最广泛的电路。

基于CMOS 的帯隙基准电路的设计可以有多种电路结构实现。

常用的包括Banba 和Leung 结构带薪基准电压源电路。

在综合考虑各方面性能需求后，本文采用的是Banba 结构进行设计，该结构具有功耗低、温度系数小、PSRR 高的特点，最后使用Candence 软件进行仿真调试。

二.帯隙基准电路原理与结构1.工作原理带隙基准电压源的设计原理是根据硅材料的带隙电压与电源电压和温度无关的特性，通过将两个具有相反温度系数的电压进行线性组合来得到零温度系数的电压。

用数学方法表示可以为：2211V V V REF αα+=，且02211=∂∂+∂∂T V T V αα。

1).负温度系数的实现根据双极性晶体管的器件特性可知，双极型晶体管的基极-发射极电压BE V 具有负温度系数。

推导如下：对于一个双极性器件，其集电极电流)/(exp T BE S C V V I I =，其中q kT V T /=，约为0.026V ，S I 为饱和电流。

根据集电极电流公式，得到：SC T BE I I V V ln = (2.1) 为了简化分析，假设C I 保持不变，这样：TI I V I I T V T V S S T S C T BE ∂∂-∂∂=∂∂ln (2.2) 根据半导体物理知识可知：kT E bT I gm S -=+exp 4 (2.3)其中b 为比例系数，m ≈−3/2，Eg 为硅的带隙能量，约为1.12eV 。

低温漂低功耗带隙基准类电路低温漂低功耗带隙基准电路，这名字听着就有点高深莫测，不是吗？不过别急，我们今天就轻松聊聊这个话题，把它拆得简单点，大家一起去看看这个看似复杂的东西到底怎么回事，能给我们的电子设备带来什么好处。

首先呢，带隙基准电路是啥？说白了，它就是一种能提供稳定电压的电路，哪怕环境温度变化或者电源电压波动，也能保持自己的稳定性。

这一点，就像是你在大夏天还坚持喝冰啤酒一样，哪怕外面热得像火炉，它始终冷得刚刚好，不受外界环境影响。

所以，带隙基准电路通常用在那些要求电压稳定的地方，比如精密测量仪器、传感器和微控制器等等。

不过，这个电路也并不是完美的。

就像人一样，虽然后天养成了钢铁般的耐性，但在不同的环境下，也有可能出现"低温漂"的情况。

什么叫低温漂呢？就是温度变化导致电路输出电压发生偏差。

哎呀，这可不是什么小问题！想象一下，如果一个电路在寒冷的环境下输出电压不稳定，那你的仪器就会出现误差，影响测量结果，甚至可能导致系统崩溃。

那可不得了！所以，在设计带隙基准电路的时候，低温漂问题可得好好考虑。

要是没有解决好这个问题，电路就像是根本站不住的沙堡，随时都会被风吹垮。

而说到低功耗，这就更重要了。

别看我们说的是电路设计，功耗控制可是个大难题。

在现代社会，尤其是移动设备满天飞的今天，大家都希望能有更长的电池寿命。

你想想看，如果你拿着一部手机，满电开始玩，结果不到几个小时就得找插座充电，那还真不如拿个砖头塞进包里省事儿。

所以低功耗成了设计中非常关键的一点。

带隙基准电路，如果能做到低功耗，那就不仅能保持电压稳定，还能不消耗太多电池电量，真是两全其美，谁不想要呢？那要怎么做到低温漂低功耗呢？说到底，设计者得在细节上下功夫。

带隙基准电路的核心是利用了“带隙电压”的特性。

这个电压和温度变化有关系，但如果设计得当，可以将温度的影响压到最小。

就像有个老大哥在你身边，不管外面风雨多大，他都能稳定住局面。

pnp带隙基准电路摘要：一、引言二、PNP型晶体管的工作原理三、PNP带隙基准电路的构成四、PNP带隙基准电路的工作原理五、PNP带隙基准电路的应用领域六、总结正文：一、引言PNP带隙基准电路是一种基于PNP型晶体管的电路，具有稳定性好、精度高、结构简单等优点，广泛应用于各种电子设备和系统中。

本文将详细介绍PNP带隙基准电路的构成、工作原理及应用领域。

二、PNP型晶体管的工作原理PNP型晶体管是由p型半导体、n型半导体和p型半导体组成的，其中p 型半导体为基片，n型半导体为发射极，p型半导体为集电极。

当发射极施加正电压时，电子从发射极向基片扩散，空穴从基片向集电极扩散，从而形成电流。

三、PNP带隙基准电路的构成PNP带隙基准电路主要由两个PNP型晶体管、一个电容和一个电阻组成。

其中，两个PNP型晶体管分别为基准晶体管和调整晶体管，电容用于滤波，电阻用于限流。

四、PNP带隙基准电路的工作原理1.当基准晶体管的发射极电压达到其带隙电压时，基准晶体管进入导通状态，集电极电流达到最大值。

2.基准晶体管的集电极电流通过电容滤波后，形成稳定的基准电压。

3.调整晶体管的发射极电压通过电阻分压后，与基准电压进行比较。

4.当调整晶体管的发射极电压大于基准电压时，调整晶体管进入截止状态；反之，调整晶体管进入导通状态。

5.通过调整电阻分压，可以改变调整晶体管的发射极电压，从而实现对基准电压的调整。

五、PNP带隙基准电路的应用领域PNP带隙基准电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如模拟电路、数字电路、通信电路等，作为基准电压源，为其他电路提供稳定的电压参考。

六、总结PNP带隙基准电路是一种基于PNP型晶体管的电路，具有稳定性好、精度高、结构简单等优点。

通过两个PNP型晶体管、一个电容和一个电阻的组合，实现了对基准电压的调整。

带隙基准电路的基本原理是基于半导体材料的能带结构。

在半导体中，存在一个禁带（能隙），用于区分导带和价带。

导带中的电子能够在半导体中自由移动，而价带中的电子处于固定位置。

当在半导体中施加电压时，电子能够从价带跃迁到导带中，从而形成电流。

带隙基准利用半导体材料特有的能带结构来生成稳定的电压参考。

具体原理如下：首先，在半导体材料中形成两个P-N结，其中一个为温度感应器，另一个是反向偏置的二极管。

当在这两个结之间施加偏置电压时，会形成一条叫做带隙电压（Bandgap Voltage）的电压参考。

该电压与半导体材料的能带隙相关，而与工作温度无关。