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舒梅
(贵州电子信息职业技术学院，贵州凯里556000)
【摘要1基准电压源是模拟集成电路中的基本单元，它在SO C,A D C、D A C，传感嚣和通信电路以及存储器等领域有着广泛的应用。基准源的目的是向后续电路提供稳定的、不随外界因素C主要是电源电压和环境温度)影响的电压。本文主要介绍了基准电压源的研究现献及分类应用。鸡笼的做法
膦词带隙基准；曲，鳓偿；低功耗；温度系数
带隙基准
随着系统集成技术(S O C)的飞速发展，基准电压源已成为大规模、超大规模集成电路和几乎所有数字模拟系统中不可缺少的基本电路模块。基准电压源是超大规模集成电路和电子系统的重要组成部分，可广泛应用于高精度比较器、A／D和D／A转换器、随机动态存储器、闪存以及系统集成芯片中。
led矿灯基准电压源是指被用作电压参考的高精度、高稳定度的电压源，要求其能克眼工艺、电源、温度以及负载变化而保持稳定，并能在标准工艺下制造。能产生基准源的技术很多，如带隙基准源、稳压管、V
匪基准源、热电压v T基准源以及利用M O S工艺中增强型M O S管和耗尽型M O S管之间的阈值电压差产生基准电压的技术等。理想的带隙基准电压源电路的输出电压几乎不受温度变化、工艺变化、电源电压波动等因素的影响。
鉴于产生稳定电压的基准模拟的重要性和广泛应用，以及对性能的高要求，国内外对带隙基准电压源做了大量的研究，主要集中在以下几个方面：
1低温度系数
温度系数用于表征基准电压源随温度的电压变化，由于晶体管BE 结正向导通电压V匿随温度变化的非线性，传统带隙基准源的温度特性已无法满足更高精度和稳定性的需求。从一阶线性补偿到曲率补偿如二阶，三阶补偿，指数补尝，对数补偿(亚阈值电路)等。而且补偿方式众多，如电流相减补偿法，电压叠加补偿法，利用不同质电阻上电压降的叠加实现温度系数的曲率牢}偿，阶段性电流模式补偿等，可获得最好温度系数达到几个ppm／qC。
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2高电源抑制比
在开关电源芯片工作过程中开关的通断产生大量的高频噪声，这会对输出电压产生不利的影响，基准电压源应该在较宽范围内具有良好的电源抑制比性能。为了提高电源抑制比性能，目前的研究主要有以下四种方法：
1)使用内部校准过电压基准电压源产生的核心电路部分提供供电
电压或电流：2)增加共源共栅器件隔离电源电压和基准电压源产生核心电路部分：3)提高运算放大器的增益和电源抑制比；4)将电源电压波动馈送到基准电路的反馈环路中，通过反馈环路来提高电源抑制比。
采用共源共栅电流镜能有效地避免普通电流镜因沟道调制效应带来的电源依赖性，从而提高了电路的电源抑制比P SR R。使用无运算放大器的负反馈结构的带隙基准技术，在1M H z的电源抑制比是一40dBo这些电路都能大$暮度提高低频时的电源挪制比。但当工作频率-／-t-高时，基准电压的电源抑制比会有-．／E大的刚氐，这将限制对电源电压高频噪声的抗干扰能力，所以提高高频电源抑制比也是得到了很多的重视，采用全差分结构可以显著改善P SR R，在500K H z为一90dB。另一方面苗过对基准电路高频简化结构的电源抑制比传输函数的分析，加入频率补偿电路，实现零极点的相消，达到扩展频带的作用。
3低工作电压
近年来，便携式电子产品的快速发展使得对低压低功耗带隙基准源的需求大大增加，同时也对基准源的设计提出了更高的要求。为了缩小电池尺寸和延长电池寿命，需要基准电压源电路工作在2V以下的电压和A量级的静态电流下，同时还要保证较高的电路性能，如低温漂、高电源抑制比等。实际中很多
基准电压源的工作电压无法降低主要是受
256丽酊军乃丽'使用的运算放大器的影响，主要解决方法有使用互阻抗运算放大器使工作电压达到12V，或避免使用运算放大器改用单输^放大器。
极化片4低功耗
低功耗设计已经成为电子产品设计的主流，基准电压源也存在这种趋势。工作在亚阈值的C M O S基准电压源利用两个M O S管栅极源极电压差的正温度系数来与BE结负温度系数相抵消，虽然可以唰锄耗，但由于这对工艺的控制精度提出了很高的要求，由此带来的温度系
数往f提不理想。另外，避免使用运算放大器不仅在低压工作上，而且对低功耗也有着重要的指导意义。
基准电压源主要有齐纳二极管、隐埋齐纳二极管和带隙基准电压源三种分类，它们都可以设计成两端并联式电路或者三端串联式电路。
齐纳二极管优化工作在反偏击穿区域，因为击穿电压相对比较稳定，可以通过—定的反向电流驱动产生稳定的基准源。它的特点是输入范围宽，为2V到200％它们还具有很宽范围的功率，从几个毫瓦到几瓦。精确度达不到高精度应用的要求，静态电流较大(1—10m A)。齐纳基准源的另—个问题是它的
输出阻抗，内部非零阻抗将导致基准电压随负载电流的变化而发生变化，选择低输出阻抗的齐纳基准源将减小这—效应。此外，它的长期稳定性比较差。
埋入型齐纳二极管是一种比常规齐纳二极管更稳定的特殊齐纳二极管，这是因为采用了植^．硅表面以下的结构。除了具有输入电压范围
宽的特点，精度比常规齐纳二极管的基准源提高很多，但部分器件不能级A航
带隙基准电压源包括双极型带隙基准源和CM O S带隙基准源。带隙基准电压源的性能较其他基准有了很大的飞跃。它的温度系数可以做的很小，可获得122V到10V的各种基准电压。由于建立在非表面的带隙机理E，因此比齐纳二极管更稳定。它的输出阻抗很低，能保持很小的温度系数而且具有长期稳定性。同时，带隙基准源工作的静态电流和功耗都很小，电源电压抑制g匕较大，输出基准电压受电源电压的影响很小。
各种基准源由于特点不同而应用在不同的场合。齐纳二极管、隐埋齐纳二极管的基准电压较高，适用在电源电压较高且对功耗要求不高的系统中，比如稳压器。带隙基准电压源由于它的优越性能而获得广泛的使用，模拟数据转换器(A D C)，数模转换器(D A C)，温度传感器，通信电路等都会用到它。
作者简介：舒梅，1976年生，女，贵州凯里，研究生，助教，主要研究方向为电子与通信。
轮胎标签[参考文献]
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