一种适用于宽电源电压幅度的高精度双极带隙基准电路

仿真与分析  

仿真结果

通过以上分析，初步确定此电路的器件尺寸，并给定电路的工作条件为：温度范围：--25°C"75°C；电源电压范围：4.5V"14.5V。  
在TT-Model下采用HSpice仿真软件，基于Samsung BipolarP rocess BCH4仿真模型。对电源工作电压在10V范围内进行直流扫描，得基准电压曲线如图4所示。  



图4 基准电压（VREF）电源抑制特性曲线

对温度在100°C范围内进行直流扫描，得基准电压曲线如图5所示。  



图5 基准电压（VREF）的温度特性曲线  

分析结论

带隙基准电压在温度、电源电压变化时的数据如表1所示。从以上的仿真结果与表1中的数据中可以得到以下结论：  



表1 VREF随温度、电源电压变化数据表  
1）此带隙基准电路输出电压温度系数为：  


  
在实际电路中由于工艺及运放失调等因素的影响，温度系数实际值会增大一些。

2）此带隙基准电路工作在宽电源电压范围内，其电源抑制特性表现为：  


  
直流电源抑制比：  


  
为了说明本文所设计的双极带隙基准电路的特点，将其与国际上经典电路之主要指标进行比较,结果如表2所示，显然，具有明显的优势和工程应用价值。  



表2 与国际上经典电路之比较结果  

结束语  

本文作者所设计的双极带隙基准电路，通过改变负反馈运算放大器的性能，从而使基准电压的温度系数达到了2.28×10-6 ppm/°C的高精度，并且在△V=10V宽电源电压幅度范围作用下，使其具有1.2mV/V的电源抑制特性和79dB的直流电源抑制比PSRR。基于以上性能优点，使得该基准电路可以广泛应用在温度变化范围大、工作电压幅度宽的Bipolar/BiCOMS型集成电路设计中。