在傳統的帶隙基準中,比例系數K由兩個
電阻帶的 比值產生。然而在標準數字CMOS工藝中,通常使用 硅化物來減小多晶硅和擴散M的方塊
電阻帶,因此很難 獲得高精度的電阻帶,而a使用電阻帶會增大芯片面枳, 提ft成木n
傳統的帶隙基準采用電阻帶R1將兩個PN結電壓 差AKfl(與溫度成止比)轉換為電流,然后讓該電流流 過另外一個電阻帶R2形成一個與溫度成正比的電壓, 將該電壓和一個PN結電壓求和就得到所需的基準電 壓,通過調廿兩個電阻帶的比值可以使此電壓溫度系數 近似為零。然而在數宇CMOS工藝中,不能獲得高粞 度的電阻帶.而且使用電阻帶將會占用較大的芯片面積, 提髙芯片成本。
本文提出•種不黹耍電阻帶的帶隙某準源,巧妙的 利用源偶對將轉換成電流,此電流通過二極管連 接的MOS管時轉換成電壓。同傳統帶隙基準一樣,將 該電壓與一個PN結電壓求和就得到所浠的基準電 壓,通過調節電壓電流轉換過程中的晶體管寬長比可 以實現溫度系數很低的電壓。
W為pn結二極管的電壓降^的溫度系數在宰 溫時大約為-2.2«^/^:,而熱電壓在室溫時 的溫度系數為+0.085mK/^。如采電壓R乘以• •個與 溫度無關的常數K加上電莊V^,則輸出電壓V^V^ KV„通過調整K的仉可以獲得一個近似為芩溫度系 數的丨這就記帶隙基準的般原理,其中h -般由 兩個二極管iE向電壓差產生。
本文采用反函數的方法來產生K值„其某本思想 就是對做/運算后甩做/-1運算,即廣狀厶Vo))=K (A^d)0在這里/是跨導,而廣•=尺廣是跨阻甬數。/吋以 是非線性函數,因為可以抵消f的非線性,這樣就4以 產生一個穩定的增益5其電路實現如圖丨所示,該電 路主耍由兩個源耦差分對構成,一個完成電JTR電流轉 換(VCT〉,另外一個完成電流電壓轉換。其工作原理如 下:假定各個P管和N管的閾值電壓分別相等,并忽 略溝道長度調制效應的影響。