求大神帮忙分析一下基准电路
求大神帮忙分析一下基准电路。
现在存在的问题有:
1、如果光调电阻的话(所有管子都工作在饱和区的情况),输出电压达不到1.25V,输出电压为1.29到1.33V时TC要小一些,如何将电压调小又不影响TC特性?
2、右边电路是PTAT电流产生电路吗?有什么用呢,加了它只会让我的电压变大。
3、启动的时候为什么会震荡?
对一个确定的架构和工艺,出来的bgr值只有一个。和电流大小基本上没有关系。
1,可以将Q2/Q3上面的MOS稍微做失调一点;
2,右侧电路先去掉,可能会解决你1,3中的问题
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那怎么办呢,项目说明书上写着要达到1.25V。试过把电流调小确实变化不太大。
谢谢!失调是不是指的亚阈值区呢?
对了补充一下我刚刚说的是将右边电流调小了,输出电压确实能下降一点点到1.27这个样子,可是还是达不到1.25V,而且这个电路是芯片里的电路,我想右边那一块应该不能删吧…………
你上一个输出是1.3V时的TC图呢?
如果对输出电压有精确要求的,可能要用那种可以实现较低电压输出的架构(各种并联电阻等),该架构可以控制输出电压,且保持零温度系数点不变,只是功耗可能会稍大些。论坛上搜一下,应该蛮多的。
1. 此结构的Vref输出电压为工艺的带隙电压Vbg0,由工艺参数决定,除非你牺牲温漂参数,适当的减小VPTAT,做成正温漂基准,或许可以实现1.25V。如果要温漂好又要实现1.25V,那只有换结构了。另外,可以与项目spec制定者讨论,看这1.25V是否必须的,不知道该项目是何应用,一般来说,基准电压是1.27V还是1.25V对于很多应用都是没有多大关系的。
2. 右边电路估计是温漂二阶补偿用的,而且你的基准在只有一阶温漂补偿的情况下,温漂曲线所呈现的抛物线开口是向上的,否则右边的电路是没有用的,只有负作用。我猜这个电路是反向出来的,可能别人用的工艺BGR曲线开口向上(这个比较少见),你现在用的工艺估计开口是向下的,所以我建议把右边的电路去掉。
3. 启动的时候回震荡,这个是很多启动电路会犯的毛病,比如IBIAS、BGR等电路。一般启动时的震荡,主要是启动支路的快通道与被启动主电路中的慢通道相互作用引起的,所以对于普通的启动架构电路,应控制好启动速度,尽可能不要比主电路速度快太多,避免引起过启动,导致电路产生“锯齿状”震荡。另外,也可以改进启动电路构架,来避免震荡,而无需可以控制启动速度。
非常感谢大神的耐心解答,还有我想问一下,我这里面电阻是RNWELL,是不是也有影响呢,因为我看有资料说RNHPOLY是负温度系数,并且用该电阻的结构输出电压比较低。
右边我开始也以为是二阶补偿,可后来对照书上的经典结构发现少了一个mos管,而且它是直接连到BJT上,中间没有通过电阻。很困惑。大神能简单跟我讲一下是怎么实现二阶补偿的吗?
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我的仿真结果是这样的, 确实是开口朝下的,也就是有没有二阶补偿都不起作用?那如何调到开口向上的曲线呢?
标题
用RNWELL电阻还是RNPOLY电阻,对基准的温漂会有影响,可以看到一些paper写的就是利用电阻的温漂来改善基准温漂性能。至于对基准初始值的改变是很有限的,有几十mV就算多了。
对二阶温漂乃至三阶补偿,有很多方法,网上搜搜很多的。就针对你这个电路显示的疑是二阶补偿电路的构架,是属于一种叫“分段补偿”方法,简单描述就是通过检测高低温下基准电压相对于常温的偏差,从而产生一个随偏差电压改变而改变的补偿电流,最终流入基准电阻串以减小偏差,即补偿了温漂。具体可以上网搜几篇paper看看。
你这曲线就很典型了,从曲线数据看,要想将开口调成向上已经不可能了,这开口由工艺中BJT的VBE的二阶温漂系数正负决定。
可以将右边注入Q4发射极的补偿电流镜像成NMOS电流镜,将补偿电流从注入改成汲取,这样才有二阶补偿效果,而且可以有效减小基准输出电压至1.25V。
不好意思我还不太明白,如何改成NMOS电流镜呢?你是说把上面的镜像PMOS管改成NMOS吗? 怎么才能汲取电流呢?
学习
补偿点可以按图示接在Q4发射极上,也可以接到R3与R4的节点上,不过需要适当的调节R4与R3的比例,一般R4值比较小。
另外,NMOS电流镜可以不需要通过上面的PMOS电流镜来获取,可简单的从右边Iref直接NMOS镜像过来即可。
非常感谢!大神我可以加一下你吗?刚开始做基准真的有好多不明白的,也不知道去问谁,我的QQ是1090316876,再次感谢!
不好意思刚刚忘了问了,就是我红色框框框住的那个mos管,是不是应该把它看作电阻(因为它栅极电压很高工作在线性区),这个电路才能产生与电源电压无关的电流?
这个NMOS是用作电阻,而且电阻阻值应设计的比较大,所以L/W>>1,不过它跟是否产生与电源无关的偏置电流没有太多的关系,主要与右边4管子Bias架构有关,电源裕度足够的话可以增加Cascode来改善。
你是在那本书上看到的这种补偿,可不可以分享下?非常感谢!
不好意思现在才看到,就是最基础的那本啊,很薄的,我忘了叫啥了回去看了告诉你哈
好的,多谢多谢
你好,那本书叫做《CMOS基准源设计》一个外国人写的,我们图书馆里面就只有那一本是讲基准的所以应该很常用。
我在网上搜了一下,没有搜到这本书,可不可以告诉详细信息?