BJT＋CMOS无运放带隙基准电路分析

MCelia

学习时看到一个无运放的BGR，之前没见过，对BJT分析能力欠缺，有无大佬帮忙分析一下偏置电路以及核心电路的各管作用，有没有尺寸上的比例关系需要满足呢？

（图中有根线连接错误已标注）

CCHENGW

BG电压无非是VBE+δVBE/R，这里Q1和Q2做VBE，R1用来产生VTlnN电流，R2做偏置，M2 R3看着没什么用，可能做clamp，M1 M3电流镜，保证Q1 Q2电流相同，Q9管做启动用；

CCHENGW

Q6 R6和Q1 R2做匹配，保证电流相同；Q8做clamp，保证Q9base电压上电时候够高，能开q1 Q2

CCHENGW

Q3 Q4和degeneration R做偏置用，但是base似乎是floating的，没有CMFB；Q5 Q6为什么要cross pair没看懂，Q6就够了，做电流镜

acrofoxAgain

右边带隙核心电路应该再整理一下，太乱了。
左边偏置电路也是一个IPTAT电路。尺寸上一般Q5>Q7、Q8>Q6。从Q7、Q8的基极出发到地有两条电路路径，可以得出：
VBE8+VBE5+VR7 = VBE7+VBE6
这样很容易得出R7的电流为IPTAT

带隙核心电路显然Q2>Q1。

M1、M3的作用是让Q1、Q2集电极等电位，相当于Cascode管。整理时把它们拉到同一个高度。M2截止，没有用。
Q9启动管，启动后截止。R3为补偿基极电流的影响。

不知电路有没有少了线，现在这样也可以，就是感觉环路增益少了一半。整理一下也许看得更清楚些。

MCelia

CCHENGW 发表于 2025-5-30 22:35
Q3 Q4和degeneration R做偏置用，但是base似乎是floating的，没有CMFB；Q5 Q6为什么要cross pair没看懂，Q6 ...

感谢回复！R3就是用来补偿基极电流的，cross pair应该就是5楼说的为了产生IPTAT，Q3Q4base浮空确实我也不太理解，现在搭了一下发现Q3集电极比Q4低很多，另外不知道为什么这里要用pnp和R来做偏置，为何不像偏置电路一样用pmos？

MCelia

acrofoxAgain 发表于 2025-5-31 06:53
右边带隙核心电路应该再整理一下，太乱了。
左边偏置电路也是一个IPTAT电路。尺寸上一般Q5>Q7、Q8>Q6。从Q7 ...

感谢回复，我搭了一下电路如图，应该清晰一些，请问环路增益是怎么看的呢，您说的环路增益不够是会影响稳定性吗？
另外偏置电路中是不是取和带隙核心电路中一样的比例即可，比如Q5＝8Q7、Q8＝8Q6、Q2＝8Q1？

MCelia

acrofoxAgain 发表于 2025-5-31 06:53
右边带隙核心电路应该再整理一下，太乱了。
左边偏置电路也是一个IPTAT电路。尺寸上一般Q5>Q7、Q8>Q6。从Q7 ...

感谢回复！可以再分析一下偏置电路的R8的作用吗？我理解的是会影响启动管Q9以及IPTAT

另外核心电路里的pnp偏置管base浮空正确吗？现在搭起来Q3、Q4的集电极电压不相等，并且M2分走了电流，导致M1这路几乎没电流，可否帮忙分析一下原因？
另外这种结构和普通常见的电流镜结构CMOS带隙基准电路相比有什么优势吗？

yuweimo

MCelia 发表于 2025-5-31 13:21
感谢回复！可以再分析一下偏置电路的R8的作用吗？我理解的是会影响启动管Q9以及IPTAT

另外核心电路里的p ...

右边PNP bc需要连接在一起作为第一级运放的电流镜的，不然不能工作

yuweimo

R8是一个限流电阻吧，而且这个不带补偿也稳定不了吧