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设计带隙基准需要考虑的几个问题

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发表于 2009-10-28 22:15:49 | 显示全部楼层 |阅读模式

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熟悉模拟电路的人可能都知道,这里所说的bandgap,指的就是带隙基准电路。
关于这个话题,我想了很久,究竟把它放在什么样的位置合适?因为在模拟IC的过程中,Bandgap总是在这里或那里出现,充当不同的功能模块。我觉得它是基础的基础,但也因为是基础,感觉更难去把这个话题说清楚。



好在有很多参考书中都有对这一章节的详细阐述,我也不再多说关于工作原理这些方面东西了。模型就在那里,推导的思路也很清楚。如果有需要可以去书里参考以下。
假设我们都很清楚地了解了bandgap的工作原理,也已经通过一些仿真工具模拟出了想要的性能指标,那我想可不可以再回过头来问自己这样几个问题:

1.
关于bandgap电路模型的推导过程,其中忽略了那些非理想因素?
2.
电路对MOS管,对RES(电阻),对NPNPNP)管的特性提出怎样的要求?
3.
Bandgap电路中出现的放大器,哪些性能指标是较为重要的,影响bandgap输出精度的?
4.
工艺偏差,工作环境变化,电源变化会对bandgap电路造成怎样的影响?能够容忍吗?
5.
电路中有一条正反馈和一条负反馈通路,如何保证电路工作稳定,不发生震荡?
6.
电路能够正常启动吗?需要多长的时间建立工作点和达到稳定输出?能满足系统的时间要求吗?
7.
bandgap的输出负载是怎样的类型?Bandgap的输出是否有足够的驱动能力?怎样处理输出和负载之间的接口问题?

在设计你的bandgap的时候,你是否仔细考虑过了上面提到的问题,也清楚地知道了答案?如果没有,那就再从头开始再熟悉一遍吧,直到你能回答出来。
这些问题可能在了解bandgap的工作原理时是注意不到的,但在设计bangap的过程中,会逐步地暴露出来。只有很好地解答了上面一些问题,我们才算是基本掌握了bandgap设计的一些准则。而bandgap的精确设计,还远远不止这些。



参考答案:
1.推导过程忽略的东西书本上都有,仔细看看
2.可以假设各种元件存在非理想因素,再对照bandgap公式和推导过程忽略的因素看看会造成什么影响,有多大影响。再据此折合到元件特性要求上去
3.看bandgap做通信系统用还是用在高精度AD/DA中了,运放的非理想因素就书上那些,主要看静态非理想特性对bandgap的公式推导会造成什么影响
4.这个仿真就知道了。具体情况得看你的运用环境要求。不能容忍自然要寻找高精度的设计方案,或者采取特殊措施比如trimming
5.这个当然是要负反馈环路增益大于正反馈环路增益。稳定与否就要看你的剩余负反馈环路相位裕度做得如何了。
6.bandgap一般要加启动电路吧。建立和稳定时间跟你的启动电路有关,也跟bandgap的电流大小有关。可根据系统要求确定这些电学参数的大小,不要只考虑功耗。

7. 一般bandgap的驱动能力不够,需要在输出接buffer模块,可产生不同的基准电压,因此带载一般可视为容性负载,且容质不大。buffer也起到了隔离bandgap与后级负载的作用
发表于 2009-10-29 09:10:17 | 显示全部楼层
转的吧。浅了点
发表于 2009-10-29 09:16:27 | 显示全部楼层
楼上有仔细想过这些问题吗?
发表于 2009-10-31 12:30:29 | 显示全部楼层
对于bandgap的问题,目前很多模拟电路设计教材(包括razavi和allen的)只涉及到cmos电路设计。篇幅和深度都不够。而且该模块十分重要,特别在做高精度或高速AD/DA产品中。
其实,了解该电路如何从全bipolar转变到cmos结构,及设计中的很多细节是十分重要的。
我记得在欧洲出版的 analog circuits design 系列丛书中(当时三大主编中有W.L Sanson,到2000后三大主编逐步换人了),大概是94~96年某一本里,专门请了ADI的Gillbert(就是发明gillbert乘法器的那家伙)写了长达70多页关于带隙基准的文章,该文章揭示了很多带隙基准的内在的东西。虽然bipolar部分多了点,很值得学习。该文章完全偏工业界。后来,我再也没看到带系方面过写得这么深刻的文章。
可惜由于时间久,只有复印件。没有电子档。

在上图有这本书。
发表于 2009-11-6 04:52:49 | 显示全部楼层
good talk
发表于 2009-11-8 01:14:54 | 显示全部楼层
能不能再贴一次gillbert的基准分析呢?谢谢了
4# rainhans
发表于 2009-11-10 15:29:25 | 显示全部楼层
学习了谢谢~~
发表于 2009-11-22 23:25:23 | 显示全部楼层
good .讲得很好。学习了。。。谢谢
发表于 2010-3-23 09:57:02 | 显示全部楼层
学习了~~~
发表于 2010-3-25 13:58:13 | 显示全部楼层
受教了啊,我现在正在做基准哪!
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