提綱123意義原理實(shí)際架構(gòu)意義由于電壓基準(zhǔn)源的上述特性，其在集成電路的設(shè)計(jì)中扮演極其重要的作用。尤其各種DAC，ADC，傳感器芯片，檢測(cè)芯片，電源管理類等芯片中廣泛使用！電壓基準(zhǔn)源通常要求具有較高的精度和穩(wěn)定度：不隨電源電壓變化不隨溫度變化不隨半導(dǎo)體工藝變化而目前產(chǎn)業(yè)界用得最多的電壓基準(zhǔn)源就是帶隙基準(zhǔn)電壓源，幾乎在絕大多數(shù)的芯片都能看到帶隙基準(zhǔn)電壓源的身影！在模擬集成電路設(shè)計(jì)的三大教材中也專門對(duì)此進(jìn)行了講解說明：《CMOSAnalogCircuitDesign》第4章4.6節(jié)PhillipE.Allen《DesignofAnalogCMOSIntegratedCircuits》第11章整章BehzadRazavi《AnalysisandDesignofAnalogIntegratedCircuits》第4章4.4節(jié)PaulR.Gray原理半導(dǎo)體工藝中具有正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)的兩種電壓：負(fù)溫度系數(shù)的PN結(jié)電壓VBE正溫系數(shù)的熱電壓VT為了產(chǎn)生零溫度系數(shù)電壓基準(zhǔn)信號(hào)可將負(fù)溫度系數(shù)的PN結(jié)電壓VBE和正溫度系數(shù)的熱電壓VT進(jìn)行組合即可實(shí)現(xiàn)，這樣就會(huì)得到零溫度系數(shù)（ZTC：ZeroTemperatureCoefficient）帶隙電壓基準(zhǔn)源。那么我們首先來回顧一下上面提到的兩種隨溫度變化的電壓：PN結(jié)結(jié)電壓熱電壓原理①負(fù)溫度系數(shù)PN結(jié)結(jié)電壓：

IS是飽和電流，VT是熱電壓，IC是二極管正向電流或者雙極管的集電極電流Si的帶隙電壓1.12eV原理②正溫度系數(shù)熱電壓

在1964年人們第一次認(rèn)識(shí)到兩個(gè)雙極晶體管工作在不相等的電流密度下時(shí)，他們的基極發(fā)射極電壓的差值就與絕對(duì)溫度成正比，具體如下圖所示：如果兩個(gè)同樣的晶體管（IS1=IS2）的集電極電流分別為nI0和I0，同時(shí)忽略積極電流的影響，那么有：兩個(gè)VBE差值就表現(xiàn)出正溫度系數(shù)：

原理將與絕對(duì)溫度呈正比例變化的電壓VT和與絕對(duì)溫度呈反比例變化的電壓VBE進(jìn)行線性組合從而產(chǎn)生帶隙電壓基準(zhǔn)源。因此令利用上面的正、負(fù)溫度系數(shù)電壓，我們可以設(shè)計(jì)出一個(gè)令人滿意的零溫度系數(shù)帶隙基準(zhǔn)電壓源：原理室溫附近：要獲得零溫度系數(shù)的電壓基準(zhǔn)源，那么：零溫度系數(shù)帶隙基準(zhǔn)電壓源：原理如何實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)電壓的相加？n確定后，可以推算出電阻R3和R2的比例和，從而根據(jù)電阻的方塊阻值以及電路對(duì)靜態(tài)電流的要求確定電阻的L/W比值。產(chǎn)業(yè)界設(shè)計(jì)時(shí)n通常取8實(shí)際架構(gòu)具有BJT管的工藝（Bipolar工藝，BiCMOS或者BCD工藝）

ClassicalWidlarBandgapReference

實(shí)際架構(gòu)BCD工藝：EUM6102實(shí)際架構(gòu)BCD工藝：EUM6102實(shí)際架構(gòu)無BJT管的工藝：CMOS或者CDMOS由于CMOS和CDMOS工藝中沒有NPN和PNP器件，因此需要在標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝中找到這種特性結(jié)構(gòu)：實(shí)際架構(gòu)CMOS工藝：EUM6804實(shí)際架構(gòu)CMOS工藝：EUM6804實(shí)際架構(gòu)CDMOS工藝：EUM6861實(shí)際架構(gòu)CDMOS工藝：EUM6861實(shí)際架構(gòu)隨溫度的變化并不是簡(jiǎn)單的一階變化，因此實(shí)際設(shè)計(jì)出來的電壓基準(zhǔn)源如右圖所示：因此前人基于PN結(jié)的高階溫度特性，在IEEE的期刊上發(fā)表了大量的溫度補(bǔ)償電路，用于補(bǔ)償PN結(jié)的高階溫度系數(shù)，以進(jìn)一步降低帶隙基準(zhǔn)電壓源隨溫度變化。

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