二阶带隙基准源-设计精粹书P330实例分析

ouyang00032 · 发表于 2013-4-17 21:43:22

小弟遇到问题，想向大家请教：
1、设计精粹书中P330-例1641电路，为什么要使用NPN管而不采用PNP管？
2、启动电路为何用NPN镜像，能不能换成其他结构？若将启动电路换成[Vref+共源放大器+nmos]拉运放输出是否可行？
3、带隙基准源对bipolar的放大倍数有什么样的要求？有没有相关的文章阐述该问题呢？
4、如果该电路存在失配，且失配不大，为什么仍然可以稳定工作，而不会有其他稳定的工作点？
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jiang_shuguo · 发表于 2013-4-17 21:43:23

1、什么要使用NPN管而不采用PNP管？
因为是低压带隙基准，Vbe_npn<Vve_pnp,就类似nmos的Vth<pmos的Vth。但要看工艺决定的。
抛开工艺的因素和低压应用条件，这个电路NPN和PNP都可以使用，但是存在不同处：若用PNP，则左边的启动电路不可行，需要更改启动电路，要比这个复杂些。但是性能上PNP的基极接地不会由于基极电流而带来偏差，而图中的NPN基极电流会使两路NPN管的集电极电流产生偏差从而影响基准电压的温度系数。
2、启动电路为何用NPN镜像，能不能换成其他结构？若将启动电路换成[Vref+共源放大器+nmos]拉运放输出是否可行？
启动电路用NPN镜像是因为简单，有效，可靠。也可以换成其他结构，但是相对复杂点。按你给的启动电路也可以，但不可靠，一般基准的启动电路不会用基准电压来判断启动。这样做不可靠，容易产生问题。而且那么做也需要在基准处挂个大电容。一般启动会用电流和放大器的输入做判断点，去拉放大器的输入来启动。
3、带隙基准源对bipolar的放大倍数有什么样的要求？有没有相关的文章阐述该问题呢？
PNP带隙基准源对β没有要求，但是这个就有要求，是要求NPN的β越大越好，Ib=Ic/β,β越大基极电流引入的偏差越小，从而使基准的温度系数较好（相对于β小的NPN基准）。
4、如果该电路存在失配，且失配不大，为什么仍然可以稳定工作，而不会有其他稳定的工作点？
首先该电路的稳定点有1:电路工作起来。2：放大器引入的反馈保证的稳定态。有失配仍然可以稳定，为何？就因为放大器建立的负反馈，你仿真时候也是有失配的（很小很小，若太大的失配导致负反馈建立不了那就玩完了！），为何能稳定？答案已给你了。

希望采纳我的意见，之前那个3级放大器是不是你悬赏的？
希望大神门补充指导。

mercybucher · 发表于 2013-4-18 15:58:33

1，都是可以用的，取决于带隙的结构和工艺；
2，启动电路当然可以换，不过有至少两点要求：1）退出零点；2）不引入offset，就是说启动完了以后，不能在主结构中产生漏电的path;
3，这个结构对β是敏感的，因为启动电路抽走了一个基极电流，对带隙来说是个offset；其他也有不敏感的结构啦；
4，除了零点，运放会通过负反馈把系统调到“运放输入两端相等”的状态，如果存在其他稳定点，那就是负反馈设计失败了。真实“运放输入两端相等”的状态和理想状态会存在偏差，这个偏差就是失配。所以是先有稳定状态，再有失配的。