带有修调的分段曲率补偿带隙基准电路

发布时间：2024-04-11 18:23

　　为得到高精度低温度系数、高电源抑制比的基准电压,同时为了降低工艺中非理想性因素的影响,设计了一种新的带有修调的分段曲率补偿基准电路.通过利用电阻分压和工作在亚阈值区域的MOSFET的电学特性,产生正温度系数和负温度系数的电流,在高温段和低温段分别对带隙基准电压进行曲率补偿,提出了一种新的快速优化基准电压温度系数的芯片级修调方法,包含温度系数修调和电压幅值修调,可以快速获得最低温度系数对应码值以提升工作效率.基于0.35μm BCD工艺,流片验证了该修调方案的可行性.结果表明:在-40℃～125℃内,基准电压最低仿真温度系数为0.84×10^-6/℃,最低实测温度系数为5.33×10^-6/℃,随机抽样结果显示温度系数的平均值为7.47×10^-6/℃;采用基于计算斜率的修调方法,测试10块芯片的平均修调次数为3.5次,与使用逐次逼近的修调方法相比,效率提升59.8%;低温度系数的带隙基准电压有利于提升电池管理芯片对电池剩余电量估算的准确性,该带隙基准电路已成功应用于电池管理芯片内高精度模数转换器中.

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【部分图文】：

图5仿真基准电压Vref的电源抑制比

对基准电路进行电源抑制比(PSRR)仿真,如图5所示,仿真基准电压Vref的电源抑制比为-74.43dB@10Hz,-74.43dB@100Hz,-74.43B@1kHz,-77.47dB@10kHz,-45.2dB@100kHz,-26.55dB@1MH....

图1分段曲率补偿方法原理

分段曲率补偿工作原理如图1所示,VBE随温度变化存在高阶项,VPTAT是与绝对温度成正比的线性电压[10],VNL是高阶补偿电压,在一阶补偿带隙基准电压VBE+VPTAT基础上,分别在低温和高温对基准电压与温度相关的高阶项进行补偿,从而提高带隙基准电压的精度.Vref1是经过分段....

图2分段曲率补偿基准电路原理图

运算放大器反馈环路使Vref1与B点电压相等,通过电阻串R1、R2、R7分压得到C点和E点电压,从式(1)～式(3)中可以得知,电压VA、VC、VE的计算公式,Vref1为确定值,可以通过调节电阻RTEMP、R4、R1、R2、R7的阻值和电流IPTAT来控制电压VA、VC、VE的....

图3电压和电流仿真温度特性曲线

图2分段曲率补偿基准电路原理图基于0.35μmBCD工艺,基准电压的最优温度曲线和在不同工艺角下的温度曲线如图4所示,在-40℃～125℃内,分段曲率补偿电压最优工艺角(TT)的温度系数为0.84×10-6/℃,最差工艺角(FF)的温度系数为5.72×10-6/℃.

本文编号：3950968