设计带隙基准需要考虑的几个问题

supercar · 发表于 2009-10-28 22:15:49

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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NPN（PNP）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

sjxu007 · 发表于 2009-10-29 09:10:17

转的吧。浅了点

steve_guo_1997 · 发表于 2009-10-29 09:16:27

楼上有仔细想过这些问题吗？

rainhans · 发表于 2009-10-31 12:30:29

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。