文档介绍：2
第 32卷第 2期电子工程师 Vol. 32 No. 2
2006年 2月 ELECTRON IC ENGINEER Feb. 2006
一款超低噪声快速启动的 CMOS带隙基准电路设计
刘鸿雁, 来新泉
(西安电子科技大学电路 CAD所, 陕西省西安市 710071)
【摘 2 要2 】设计了一款主2 要2 应用于集成稳压器的精密 CMOS带隙基准电路。在降低高频噪声、
增强输出对电源纹波抑制能力的同时引入快速启动电路,改善了 RC滤波电路限制基准启动速度的问
题。采用 Hynix 0. 5μm CMOS HSP ICE模型进行仿真后表明, 此款带隙基准电路在较宽的频带范围
内,噪声只有 8. 5μV ( rm s) ,电源抑制比( PSRR)为 100 dB左右,启动时间在 100μs以内。
关键词:带隙基准电路, CMOS, 低噪声, 高电源纹波抑制比, 快速启动
中图分类号: TN432. 1
极型晶体管发射极偏压的负温度系数相互抵消
0 引言 VBE ,
[ 2 ]
电压基准是集成电路设计中极其重要的电路模块实现低温漂、高精度的基准电压。双极型晶体管提
供由两个晶体管之间的Δ产生通过电阻网
之一,作为其中一类,带隙电压基准的发展突飞猛进。 VBE , VBE VT ,
络将放大α倍最后将两个电压相加即
与其他类型比较,带隙基准具有与电源电压、工艺、温 VT ; , VREF =VBE
α适当选择α使两个电压的温度漂移相互抵消
度变化几乎无关的突出优点,因而被广泛应用在 LDO + VT , , ,
从而得到某一温度下为零温度系数的电压基准。
及 DC DC集成稳压器、射频电路、高精度 A /D 转换器
在一些精密电路中对于带隙基准的噪声和纹波
和 D /A 转换器等多种模拟及 D /A 混合集成电路,
[ 1 ] 特性的要求非常严格只用一个典型的带隙基准结构
中。这类器件的发展对基准的噪声、PSRR (电源纹,
波抑制比)及启动速度等提出了非常高的要求。无法满足电路低噪声、高 PSRR的特性,因而采用一个
滤波电路来滤除噪声、增大。同时为了防
本文结合工程实际设计了一款具有超低噪声,高 RC PSRR ,
止大电阻滤波带来的基准启动速度慢的问题又引入
PSRR,并且能快速启动的新型 CMOS带隙基准电路。,
了快速启动电路。因此,本文设计的带隙基准电路可
1 电路设计
分为上电启动电路、基本带隙基准电路、RC滤波电路
带隙基准的工作原理是根据硅材料的带隙电压与
和快速启动电路 4部分。
电压和温度无关的特性,利用ΔV 的正温度系数与双
BE 设计的整体电路如图 1所示。
图 1 整体电路

收稿日期: 2005 08 01; 修回日期: 2005 10 13。
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µ
· 测控技术· 电子工程师 2006年 2月
1. 1 基本带隙基准结构及上电启动电路导通,基准模块的电流偏置 IR 建立起来,从而使运放
在前述带隙结构原理的基础上,设计的基本带隙工作,基准开始启动。当基准电压达到一定值(一般
基准结构如图 1所示。其中, R1 = R1A + R1B , R3 、Q1