LDO稳压器高精度电压基准源的分析与设计

实用的带隙基准电压电路

　　图3 是一种实用的带隙基准电压电路。Ql和Q2的发射区面积比为1:N，Q3和Q4完全对称，构成镜像电流源给Ql和Q2提供工作电流，因而IC3=IC4，ICl=IC2，IEl=IE2。则Rl上的压降为

　　式中，VT=KT/q为热电压，J1、J2分别是Q1、Q2管的发射极电流密度，它们之间的比值为

　　由IE1=IE2得R2上的压降为

　　从上式中可得到基准电压只与PN结的正向压降、电阻的比值以及Ql和Q2的发射区面积比有关，因此在实际的工艺制作中将会有很高的精度。当基准建立之后，基准电压与输入电压无关;而且VBE具有负温度系数，VT为正温度系数，理论上，只要选取合适的R2/R1和R1(决定Q1发射极电流，从而影响VBE1)的值就可以得到零温度系数基准电压。

图3 实用的带隙基准电压电路

　　完整电路的设计

　　完整的带隙基准电路需要启动电路、偏置电路以及反馈回路，如图4所示。Q6、R3作为基准的启动和偏置电路，并且和Q5构成基准的反馈电路，保证了电路的稳定性。

图4 完整的带隙基准电压电路

　　Q1、Q2、R1和R2组成的是一种带隙比较器，其门限电压为(式5)所求得的值，当输入电压较低时，基准电压小于门限电压，此时电流很小，两晶体管的VBE几乎相等，而Q2比Q1面积大，故IC2大于IC1，带隙比较器输出(Q1集电极)为"高"，Q5截止;随着输入电压的增大，基准逐渐增大，IC1电流呈指数规律上升，IC2受电阻R1限制线性上升，当这两者电流达到相等时，带隙比较器输出"低"使Q5导通，吸收部分Io电流，使基准输出稳定到门限值。因此Q5起反馈作用，而这整个电路就相当于电压跟随器。但是这种结构的特殊之处是通过改变偏置电流源而实现反馈功能的，反馈过程如下:

　　结束语

　　基准模块是线性稳压器的一个核心部分，基准的大小直接决定了稳压器的输出的大小，它是影响稳压器精度的最主要因素。本文基于LDO线性稳压器在电源管理类IC家族中的重要地位，给出了实现超低漏失、低静态电流的电压基准模块的设计，为便携式设备的电源管理提供了可行的解决方案。