新型BiCMOS帶隙基準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)

　　1.4 電路啟動(dòng)及簡(jiǎn)并點(diǎn)分析

　　因?yàn)槌Ｒ?guī)電流模帶隙結(jié)構(gòu)引入了新的電流通道，使每支路都有2個(gè)電流通道，因此存在著第三種可能的簡(jiǎn)并態(tài)。文獻(xiàn)給出了解決第三簡(jiǎn)并態(tài)的解決辦法，但是其啟動(dòng)電路復(fù)雜。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電流模結(jié)構(gòu)的同時(shí)沒有引入額外的電流通路，故只存在2個(gè)簡(jiǎn)并態(tài)：零點(diǎn)態(tài)和工作態(tài)。所以，所需啟動(dòng)電路簡(jiǎn)單，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

　　圖4中M點(diǎn)與核心電路中AMP1輸出端的M點(diǎn)相連，當(dāng)AMP1輸出高電平時(shí)，核心電路中各PMOS不能導(dǎo)通。這時(shí)啟動(dòng)電路通過反相器的作用使M10導(dǎo)通，M10的漏端接核心電路中的a點(diǎn)，從而M10開始對(duì)a點(diǎn)充電，使電路脫離零電流狀態(tài)。電路導(dǎo)通以后，M點(diǎn)輸出低電平使M10關(guān)斷，啟動(dòng)電路從主電路脫離。

　　1.5 電路中運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)中考慮放大器的重要性能指標(biāo)是開環(huán)直流增益大、電源抑制比高。運(yùn)放結(jié)構(gòu)如圖5所示，采用兩級(jí)放大結(jié)構(gòu)：第一級(jí)是雙端輸入單端輸出的以共源共柵PMOS為負(fù)載的折疊共源共柵結(jié)構(gòu);第二級(jí)為共源放大(兩級(jí)中間用電容做補(bǔ)償)。這樣的結(jié)構(gòu)提供足夠高的直流增益，同時(shí)共源共柵負(fù)載的應(yīng)用，不僅提高了開環(huán)直流增益而且增大了電源抑制比。

　　2 帶隙基準(zhǔn)電路仿真結(jié)果

　　電路采用Xfab O.35μm BiCMOS的工藝模型庫，用Cadence Specte仿真器對(duì)電路進(jìn)行仿真模擬。當(dāng)電源電壓為3.3 V時(shí)，圖6和圖7分別是溫度相關(guān)性和電源抑制比(PSRR)的曲線圖。結(jié)果顯示，本帶隙基準(zhǔn)輸出O.5 V穩(wěn)定電壓，在-40～+125℃的溫度范圍內(nèi)，溫漂為15 ppm，電路表現(xiàn)出良好的溫度特性。同時(shí)，低頻時(shí)基準(zhǔn)電壓源的電源抑制比可達(dá)-103 dB，在40 kHz以前電源抑制比小于-100 dB。圖8是本電路在不同工作電壓下的輸出電壓，可見電路正常啟動(dòng)電壓為2 V，電路啟動(dòng)后基準(zhǔn)電壓的變化小于O.06 mV。

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