求助BANDGAP设计二阶补偿细节

truck

这几天调带隙温漂调的实在没招了。
图一是经典的带隙基准源结构，经过计算和仿真很容易通过R1 R2 R0 R3去实现一阶曲率补偿，得到上凸的输出电压温漂曲线。然后为了进行二阶补偿，加上了R4 R5去补偿非线性电流，结果把R4扫参从头扫到尾也没有得到传说中的S型曲线 然而是原本的上凸抛物线变成了正斜率的曲线，不仅没变好 反而更差了。。。。。。
于是看了一些文章和帖子，有说在进行一阶补偿的时候会过设计一点，然后再加上曲率补偿的电阻去补偿非线性效果更好 因此我把R0 R4的长度都设成变量（改变阻值），覆盖很大范围扫参，温漂都一般（目标7ppm以下，但是都离10很远，也不是S型曲线）实在没招了。。。
感觉得重新设计了！理论分析有看过很多，但是实操似乎要考虑更多。想请教大家，一般设计二阶补偿会是一个什么样的具体步骤呢？我现在了解到的是，虽然电阻会有温漂，但是因为最后输出的vref表达式中为电阻之比，所以电阻的温漂影响不大，设计初可以先用理想电阻进行仿真（千万不能部分实际res部分理想res）。先用R0 R1 R2 R3这几个理想res通过计算扫参 使输出电压得到一阶补偿后的上凸抛物线 然后加上R4 R5扫参进行非线性补偿（二阶补偿条件R1/R4=η-1） 使输出电压温漂降低（不一定非要有S型曲线，但补偿到位一定会显著降低，到1～2ppm量级） 最后再把理想电阻替换成实际电阻，不过电阻得考虑尺寸尽量一致，否则会失配。请问这个步骤对吗？我大致是这个过程但没做出来。。
另外仿真发现如果非线性只用R4补偿，不用R4+R5补偿，输出积分噪声会小一半，请问为什么一般都不考虑只用R4补偿呢（似乎取R4'=R4//R5即可效果一致）？有过考虑会是失配影响，不过仿过两种情况下的mismatch，只用R4的反而sigma更小。
谢谢各位了！

端木文武

R4 R5 try only one

小怪兽YUCK

电阻的温度系数会影响电流的温度系数，对BJT的β也是会有影响的，而且这个高阶补偿本来就是基于电流的温度系数的吧，用理想电阻肯定是不行的。

truck

   

端木文武 发表于 2025-8-8 20:13
R4 R5 try only one

请问您的意思是？

R４应该是和R５相等的　要变一起变

truck

   

小怪兽YUCK 发表于 2025-8-8 20:14
电阻的温度系数会影响电流的温度系数，对BJT的β也是会有影响的，而且这个高阶补偿本来就是基于电流的温度 ...

要说理论分析的话，确实是给IZTAT电流注入非线性电流进行补偿，最后得到温度系数更低的电流才对，不过最终是要输出零温漂电压呀，就感觉和理论会有点矛盾。也有提到用正负温度系数电阻去拼出零温漂电阻，但感觉这只适用ｔｔ，ｐｖｔ一变动就全变了，难道也是用拼出的零温漂电阻去补偿吗？不知道规范的设计二阶补偿是什么流程　好头疼。。。

银河水晶

1.先按照理论，确定ptat电流设计的dc值。同时记住计算式vref=R3*(deltavbe/R0+vbe2/R1+deltavbe2/R4），明确右边三项分别是ptat、ctat、高阶补偿；
2.按照设计的电流，得到ptat的温漂和完全一阶补偿的vbe2的温漂；
3.根据ptat电流和ctat电流在常温下的比例设计第三支路vbe2的电流（流过vbe1和vbe3电流比较近似才有比较好的高阶补偿），第三路按照这个dc电流值加理想电流源计算出独立的vbe3的温漂；
4.根据1式计算温漂一次项二次项的系数，使其达到零温漂，根据这个设计高阶补偿的跨接电阻；
5.搭建电路，理想电阻仿真扫描R1/R2；
6.实际电路仿真扫描R1/R2（设计下来，R5/R4大约使R1/R3的1/3），扫描高阶补偿的支路电路电流镜比例系数；
7.反复多次迭代，即可得到当前corner下的高阶补偿曲线

truck

   

银河水晶 发表于 2025-8-10 14:16
1.先按照理论，确定ptat电流设计的dc值。同时记住计算式vref=R3*(deltavbe/R0+vbe2/R1+deltavbe2/R4），明 ...

感谢！谢谢回复，收获很多！大概知道怎么做了！