带隙基准为什么不用MOS管产生？

Zzzaa

请问大家，为什么一般用三极管做bgr而不用mos管呢？例如deltaVbe用delatVgs?他们有什么优缺点呢？感谢大家

Zzzaa

顶顶顶

diabol

   For my previous company as example.
   The BG_IP is designed by MOS delta_VGS in weak inversion.
  
　用MOS的优点很明显，因为BJT面积大啊   
　还有一个是逆向工程困难，一般逆向都会从BG_PNP开始，只用MOS的BG不好解

   The problem is :
                           variation is larger   
                           model is not precise  
                           porting between different fab is hard   

   结果就是：
          我们部门拿IP部门设计的BG
          仿真时完全不合规，但是我们部门没有人敢动
          因为此IP已经在别的芯片量测并通过了


   

jiangnaner

model is not precise

sereinm

xuexi

蒋赵威

主要原因在于它们在温度稳定性、线性度和设计复杂性方面的不同特点。下面详细解释一下这些优缺点：  1. 温度稳定性 BJT（ΔV_BE）: BJT 的基极-发射极电压（V_BE）对温度有一个线性且可预测的变化，其温度系数通常在 -2 mV/°C 左右。这使得 BJT 非常适合用来产生温度补偿电压源。通过组合正温度系数的电压（例如 VT，即热电压）和负温度系数的 V_BE，可以设计出温度系数接近于零的参考电压。 MOS管（ΔV_GS）: MOS 管的栅极-源极电压（V_GS）与温度的关系更复杂，且依赖于工艺、器件的偏置条件和工作点。因此，要实现稳定的温度特性变得更加困难。 2. 线性度和匹配 BJT: BJT 的 V_BE 和电流之间关系的线性度较好，并且 BJT 器件之间的匹配性能较高。因此，在需要高精度电压参考的设计中，BJT 更容易控制温度漂移和电压误差。 MOS管: MOS 管的 V_GS 与电流的关系较非线性，且对电流的变化敏感。尽管可以通过调节工作条件来减小影响，但这通常会增加设计的复杂性。此外，MOSFET 的匹配性能通常不如 BJT，特别是在小电流下表现更为明显。 3. 设计复杂性 BJT: 使用 BJT 设计带隙参考电路相对较为成熟，许多设计方法已经标准化。这使得设计 BGR 电路更为简单可靠。 MOS管: 由于 MOS 管的 V_GS 特性更加复杂，因此在设计中要考虑的因素更多，特别是为了实现温度补偿，可能需要更多的电路和更复杂的补偿技术。 4. 功耗 BJT: BJT 的带隙参考电路通常功耗较低，尤其在低电流应用中，这也是其优势之一。 MOS管: 使用 MOS 管的带隙参考电路虽然也可以实现低功耗设计，但在一些情况下，功耗可能会更高，因为需要更多的电路来补偿非线性和温度漂移。 5. 工艺兼容性 BJT: 传统的 BJT 工艺成熟且广泛应用于模拟电路中，在 CMOS 工艺中也可以集成 NPN 晶体管，使得 BJT 仍然是很多高精度电路中的首选。 MOS管: 随着 CMOS 技术的发展，基于 MOS 的带隙参考电路的研究也越来越多。然而，设计复杂度和温度稳定性依然是挑战。 综上所述，虽然在某些情况下 MOS 管可以用来实现带隙参考，但由于 BJT 在温度稳定性、线性度和设计复杂性方面的优势，它们通常更适合用于 BGR 电路。而使用 MOS 管实现 ΔV_GS 的 BGR 电路，往往需要更多的电路补偿来达到类似的性能。

Zzzaa

蒋赵威 发表于 2024-9-1 15:18
主要原因在于它们在温度稳定性、线性度和设计复杂性方面的不同特点。下面详细解释一下这些优缺点：  1. 温 ...

谢谢大佬，好清楚！

Zzzaa

diabol 发表于 2024-8-31 19:58
For my previous company as example.
   The BG_IP is designed by MOS delta_VGS in weak inversion.
...

谢谢佬~

Shiroihane

简单说就是MOS精度差，失配高。

yangleiqiang

你跑蒙卡就会发现mos很难