带隙基准 BGR 温度曲线问题

archer_524

昨天仿真了一个基准，发现温度特性曲线好怪，不知道为什么，明明以前在别的工艺下作还好的电路，为什么在这里会这个样子


下图是电路图




就是那种最简单的BGR拓扑，然而对输出进行温度仿真，确实这样的，都快成了CTAT了，-20度到120度变化了有200多mV




明明以前用别的工艺做还好好的。。。。
这次用的是TSMC 65nm，两个pnp管子分别用的尺寸是5*5和5*5*8，图中电阻用的是rppolywo，左右两路电流有3.7uA左右，
开始我以为是OP在某个温度节点不工作了什么的，然而仿真发现都还好，下图是用的OP




实在搞不清楚为什么，我又看了下PnP管子在-20度和120度下的ce电压，感觉有些怪，变化有些大了，如下图







变化了有200mV的样子，这样正常吗？还请高手指教，谢谢！！！！！！！！！！！

chenximing

电阻还要优化

一客听琴

调一下R0 R1 R2的电阻  让你的vbg达到1.2V左右

雪走之魂

P管的匹配程度也需要注意，而且，我觉得这个规模，三极管1:6就够了

countersr

你要保证在一个温度下有0的温度系数，才能出现那种弧形的曲线，现在温度系数在整个温度范围内都是负的，所以你要增大输出那里的那个电阻值

zcg0697

增加R1/R2

archer_524

   谢谢上面各位的回复！

确实是电阻小了，我加大了两路上的RK电阻，把A点电压抬升到了1.21V然后温度曲线就正常了。






但是现在我又有点疑问， 为什么要A点的电压抬到1.25V左右才可以呢


我最开始设计的时候是想着得到一个比VBE要大的ref才在左右两边都加了等值的电阻Rk的，但是却发现本应该在B点输出的VREF的温度特性非常差，系数是负值。然而发现A点输出的温度特性要好得多。
下图为A点和B点电压的温度扫描






现在有些疑惑的是，不是应该按照书上的在B点得到温度系数为零的电压吗，为什么却在A点。


我自己感觉是因为公式“Vtln(mn)”里的这个“mn”值设置小了（我的左边pnp管为1，右边pnp管为8，上方左右两路的PMOS管的尺寸都一样），所以导致△VBE的正温度系数不足以抵消VBE的负温度系数，所以需要借助上方电阻的正温度系数来是的总的温度系数变为零。


不知道自己这样思考对吗？
还请牛牛们指教！！谢谢！！！！！

AcoAco

回复 1# archer_524


   看起来你已经在运放的正输入端绘制了电压。 所以你在绘制Vbe。 曲率是正常的。 曲线Vref曲率将不同。

archer_524

回复 8# AcoAco


   可是我还是不太清楚为什么把A点调到1.25V左右才能出来那个温度coefficient为0的电压？？
书上说的1.25V不是在上图的B点得出的电压吗？为什么在这里叠了一个电阻还是1.25V呢？

archer_524

   还有，为了得出基准电压小于1.25V的电压，我也尝试了别的结构，如下图的β倍增基准。





通过调节电阻的值，来使得运放的同相输入端的电压电压的温度系数为零。通过调节，也可以得到比较好的温度特性。


现在就是想问问各位高手们，和BGR相比，这个有什么明显的缺点吗，或者说和BGR相比这个的实际版图测试结果和仿真结果会差得很大吗？


自己实际做的时候，想用这个结构，输出的Vref的电平水平更符合我的应用要求，并且面积也比上面的那个BGR稍小。