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问关于banba结构的bandgap trimming

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
最近在做一个bandgap, 基于smic 0.18um mmrf工艺,系统要求其提供四路参考电压和两路参考电流,采用如附件所示banba结构.



由于指标精度要求较高:从Tmin=-40oC到Tmax=125oC, 不同工艺角下输出电压、电流不能有很大偏差(目前的仿真情况是在ff和ss corner, Tmin和Tmax下的输出参考电压与ttcorner室温下的输出参考电压的最大差值约为20mV),所以考虑增加trimming电路。
因为以前没接触过,看了一些关于bandgap trimming的文章, 感觉最适合banba结构的方法就是对电阻R2A和R2B进行校正 ,如附件图2所示,



但是论文里都没有给出具体的电路,或者如何仿真确定trimming电阻或调节电压的范围。不知哪位高手有这方面的经验,或者有这方面的详细资料分享一下,谢谢啦!

ps: google上搜到一篇这样的文章题目“TrimmingMethodologies for Compensating Process Variation Errors in Second-Order BandgapVoltage Reference Circuits”,但是下载不下来,IEEE上没有,哪位高手下得到烦请发下来学习一下啊!

你可以试试那四个电阻成比例的。

我对trimming不了解,但是我现在做投放生产的电路,误差在100mV以内的都还算可以,因为工艺的偏差,电阻做出来也会有10%的偏差。也许小编是想写论文,嘿嘿

有两种可能的误差
温度系数不好,调R2
温度系数好但是电压不准,调R3
建议先搞温度系数,再搞输出电压,两个都要弄

小编跑了蒙特卡罗仿真了没有?smic貌似有mc的model。
各种mismatch,offset一起上的话,误差达到10%也不是没有可能。
第一次做trim,建议范围往大了做。顶多以后再改小。

这个破结构的启动电路简直要命!
因为R2的原因,当bandgap输出达到接近一半时,pnp上电流还非常小,电流大多流过R2了。也就是说pnp几乎可以从电路中忽略,那么运放左右两路是几乎对称的,这个电路不会自启动,可能稳定在中间状态。
这时需要启动电路来推进。要命的是启动电路要在输出低于60%的时候工作,输出达到90%的时候彻底关断。对于一般的一个简单nmos判断电路来说,在不同电压温度和模型下达到这个精度太难了!
小编有什么好的启动电路,分享一下。
我看好几个这样的论文,启动电路含含糊糊一笔带过。还没见着一个很好的。

同求~~

呵呵呵呵

3# iiiiisland 这个bandgap是用在一个检测电路中,产生的偏置电压要作为比较器的参考电压,作
为判断的阈值,所以必须准确,感觉如果偏差有100mV的话,会误触发唉。

3# iiiiisland 这个bandgap是用在一个检测电路中,产生的偏置电压要作为比较器的参考电压,作
为判断的阈值,所以必须准确,感觉如果偏差有100mV的话,会误触发唉。

2# shanzhongyiliu 但是电阻的阻值和它们的调节范围怎样确定呢? 怎样在spectre里仿真它们是不是有效呢?

4# lylnk 1。关于您的第一个建议,先调温度系数再调电压,如我问题里所说,系统要求这个bandgap不仅提供四路参考电压,还要输出两路电流值确定的偏置电流,再加上考虑减小电阻失配的影响,所有电阻都是基于一个基准电阻r0, 然后取不同的segments, 这个电路可调的灵活性就变小了,温度系数的调节要兼顾输出的电压和电流,所以调得我很是费劲哪哪。 请问您有什么好的方法吗?~
2。您说trim的范围先取大,那么这个范围大致应该怎样确定呢,仿真时怎么判断它的效果呢?
3。我倒是没仔细考虑启动电路,就拿了一个现成的仿了,我用的启动电路如下所示,要学习您严谨的精神哪


你这个启动电路不好用,检测的范围太宽不够精确。不能保证pnp有电流流过。
好多论文只详细讨论了bandgap,启动电路就马虎过去了。就见过一个很完善的启动电路,但是那个bandgap用的npn才行。
如果你有完善的monte carlo仿真,可以依据仿真结果来设计。如果没有,建议正负12%。trim范围做大了不是错,做得不够是严重错误!
trim的东西不需要考虑很好的匹配,trim本身就是消除失配的。
温度系数和输出电压很难同时调节,建议分开。
举个例子:
假如M3和M1M2有失配,造成输出电压偏低,此时温度系数是好的。你怎么trim?
加入M1M2有失配,造成pnp电流比例不对而使输出电压偏低,此时温度系数也是不好的。你怎么trim?
用同一套trim电路能把这两种情况都同时搞定弄好么?

13# lylnk 谢谢您的解答,不过我还是有几个问题:
1。 如果按您说的trim范围取12%, 按照Rincon-Mora在"Voltage References: From Diodes to Precision High-Order Bandgap Circuits"一书中的5.4公式,如果我要输出一个1.075V的参考电压,取accuracy=0.1%,则需要的trim比特数至少是9,这样的话trim的难度会大大增加吧,我看到很多论文里都是4bit或5bit...
2. 对于我所用的Banba结构,怎样根据trim的电压范围计算trim电阻网络的值呢?这个是最让我困惑的
3.我现在做的bandgap在tt,ff和ss corner下的温度曲线分别如下所示(不加校正)



tt corner



ff corner



ss corner
实际应用中,bandgap随工艺的偏差允许有这么大吗?~
4。您前面说温度特性和电压分别校准, 是不是说在下图中的R2A,R2B,和电阻R3a~R3d处需分别加入trim网络?




5。我这里没有smic 0.18um mmrf工艺的Monte Carlo模型,您有的话能否将模型文件发在我的邮箱cjcc.2005@gmail.com
期待您的解答^^

ding 。。

同求启动电路

1.能达到正负1%我就很满意了,0.1%现阶段我想都不敢想。到1%用不了几bit.
2.我计算不好。我直接仿真出来。
3.正常啊。工艺偏差bandgap会变的。
4.Yes
5.我也没有。跟smic要去吧。如果你仿了mc,你会发现随机误差也不小。计算了运放的输入失调电压了么?加一个电压源模拟一下看看输出的变化。计算了M1和M2的Id mismatch,M3相对于M1和M2的Id的mismatch了吗?也可以模拟一下看看。

学些学习,好好学习

好好学习...有意义的讨论

讨论的很好,启动电路还是需要好好讨论一番。

非常同意!这个鸟结构!
6# lylnk

corner仿不了多少的,失配引来误差更大,你用蒙特卡洛或者手工加失配
14# kuaiyu

求启动电路,搞死了

学习了!

學習了!

0.1%的精度,那根本没有可实现性,真实情况会让你大跌眼镜。也就论文里写写,有实际经验的人都知道
这个结构我也搞过个MPW,偏得比较离谱,跑蒙特卡洛都不够,因为对器件特性的准确性要求太高了

Bandgap Reference的论文非常多,这里推荐17篇我个人觉得比较有代表性的论文。主要包括:曲率补偿、高PSRR、低功耗设计。17篇论文的..

求详解,trimming电阻调节电压精度

很好的讨论

1、±0.5%应该是可以做到的。但这个肯定是在trimming的基础上。
2、MC得到的输出电压的one sigma的值决定了你trimming的位数。如果trimming的位数固定,则在设计中就要控制你的one sigma的值。

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