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查看: 15065|回复: 19

[求助] 【求教】bandgap的设计及调节问题

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发表于 2013-8-30 00:25:18 | 显示全部楼层 |阅读模式

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      我用的是Banba结构的bandgap,设计过程:先指定PTAT电流和两个BJT管的发射结面积比N,得到电阻值R3和Q1的发射结电压VBE1;  再按照一阶温度补偿原理确定电阻比例后,得到R1(R2)值和CTAT电流,就可以得到总电流I1(I2);  进而通过先指定三个PMOS管的过驱动电压估算出宽长比W/L;  为了用自偏置电路,在设计运放时把其输出电压调成事先指定的电流镜栅极电压值。。。       但是,通过直流温度扫描后,发现TC值很大,且呈负温度系数,我看paper里的TC值都可以调到很小的(10ppm/℃以内):我想通过调节电阻值(增大R1,R2,减小R3),有效果,可这样以后,电阻比例就不是我设计时候的了,且总电流也变了,这种调节会使电阻值偏离初始值很大!这种结果是什么造成的呢?应该怎么调?
我的设计过程有什么不对的地方吗?
PS:诸位设计bandgap时运放是使用自偏置还是自己做偏置电路?
       当加上运放后发现总电流变化时,是应该调节管子尺寸还是电阻值比较合理?
      运放的增益和相位裕度一般做到多少可以?(我做到49dB,63.7°
小弟新人,求高手一一解答!!!
Banba结构的bandgap.PNG 直流温度扫描.PNG
发表于 2013-8-30 01:11:47 | 显示全部楼层
回复 1# hustcg


    这是超低电压bandgap结构,就是你所说的banba结构。没太看明白你说的设计过程,我说一下我的理解。这种结构其实利用的就是Vbe和deltaVbe的温度系数相抵的原理,输出电压就是(Vbe/R1+deltaVbe/R3)*R4,你可以看到其实就是TC1=R4/R1,TC2=R4/R3*lnN,所以你需要调节不仅仅是你所说的那些,影响的因素比较多,这也是这种结构不能大范围应用的原因,因为这么多参数,每一个偏差,都造成你电流的变化,进而导致你电压的变化。另外电流镜镜像的offset对输出电压影响非常大,你加入3mV的offset看看,估计影响在5%以上。另外这种结构的line regulation会很差,特别是在2V以下的时候,因为那时候的mos过驱动电压太低,工艺如果差的话问题更严重。第三一点,运放还有offset,所以这个电路整体offset很大。运放+电阻mismacth+电流镜mirror,一般超过二十mv,这个估计对你输出的影响超过20%。那么你就要耗费很大的面积去减小offset,特别如果你要求电流比较小的话,这个结构面积会非常大。还有一点,你这个bandgap出来了,你如何去trim,这也是个问题。因为你本来输出变化比较大,一旦trim,你的TC势必会变的很差。这就是这种结构应用于低电压,但是不可避免带来了一系列问题。祝你好运。
发表于 2013-8-30 09:14:11 | 显示全部楼层
回复 2# luckyhuihui666

这种结构trim几乎不会影响TC。这个就类似基准加buffer,去trim buffer的电压,而温度系数还是原来基准的。
发表于 2013-8-30 10:36:37 | 显示全部楼层
你是如何设计运放的,我现在是bandgap里面的运放设计不明白
发表于 2013-8-30 13:07:18 | 显示全部楼层
mark 坐等大神
发表于 2013-8-30 14:52:31 | 显示全部楼层
求解答
发表于 2016-4-1 15:34:25 | 显示全部楼层
运放的偏置由基准电流提供
发表于 2020-4-7 23:50:22 | 显示全部楼层
看到回复真的觉得又得再做一个高于1.25V输入的带隙了····蓝瘦

说一下我确定R3的步骤
1、确定用哪些bjt管和两个bjt管的管子数比值(我的是1:8),我接触过的相同工艺下同种bjt管的区别主要是面积;
2、用idc导通bjt管,扫描电流,观察流过不同电流的时候,两个bjt管的ΔVbe的值;
3、确定核心电路流过的电流I,ΔVbe/I即为R3,图见LZ;

确定电流之后基本不会动R3,只动R1和R2
发表于 2020-4-8 13:23:55 | 显示全部楼层
调节r1,r2做温度trim;调节r4做电压幅值trim。
运放的尾电流,我一般用bandgap支路电流偏置给运放
发表于 2021-6-12 14:23:36 | 显示全部楼层
many good answer
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