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发表于 2007-6-12 16:27:15

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答scut_lmq关于bandgap的问题

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问题:

1、输出电压曲线是不是一定往上凸啊!?有没有可能是凹的呢?

  按照VrefVbeVTlnN*R2/R1 式子的话应该肯定是往上凸的没有可能是凹的!

  但是有一些文章是凹的都是IEEE的文章(A low-voltage bandgap reference with resistive subdivisionNew Curvature-Compensation Technique for CMOS Bandgap Reference With Sub-1-V Operation.pdf),怎样解释呢?

2、是不是一定要令运方的输出电压为VDD/2啊!(这个问题是出于要求V+,V-的电压相等的时候式子VrefVbeVTlnN*R2/R1才成立,那么相等的时候输出是VDD/2。我的这种理解有问题吗!?

3、还有M1管和M2管的尺寸是应该怎样定呢?

4Bandgap电路中出现的放大器,哪些性能指标是较为重要的。还有,运放的各种性能指标分别对应bandgap的哪些性能指标有什么影响。

 

1:输出电压曲线不一定是往上凸的,在我仿真的时候有可能出现多个凹凸点,在整个温度范围内VREF电压波动与凸的相比一般要小一些。凹的我仿真也出现过,不过那时是因为运放没有调好。至于IEEE论文里的那些曲线,你需要看看里面是不是采用了特殊的补偿方式。

根据VREF公式并不一定能准确预测仿真结果,因为公式是一阶或二阶近似的结果,而仿真的model远比这种近似要复杂,并且是结合了厂家工艺实测数据拟合的结果。如果能保证bandgap里面各个模块都满足理论推导的前提条件,并且工作正常,那么你可以相信仿真结果。

2:运放的输出电压要看你做什么样的运用,在要求VDD/2的场合一般是商用运放,为了普适性而设计的。在bandgap电路里如果运放输出VDD/2,则PMOS管的Vgs就是VDD/2,而Bandgap里的电流不会做得特别大,在M1~M3匹配要求大尺寸的时候,对于要求高度匹配特性的这几个Pmos管而言,栅驱动电压无疑是太大了。合理即可,一般会取Pmos管过驱动电压Vgs-V200~300mV

至于你说“要求V+,V-的电压相等的时候式子VrefVbeVTlnN*R2/R1才成立”,我想你理解错了意思。运放的V+V-相等其实指的是“虚短,虚断”的概念,是理想运放的特征。关于这个你可以找点资料看看。即使运放的V+V-相等,实际当中,如果运放开环使用,其输出也可能是任何值的。

3:从图中来看,M1~M3的尺寸应该是有比例关系的,提高匹配度要求wL均要大一些比较好。一般情况下全都相等,也可以有别的比例系数,但是这时需要你去仔细推导VREF的表达式来确定电阻的比值。

4Bandgap中使用的运放,看重的指标我想首先一个就是失调电压要小,否则会直接转化成△VBE的误差,使得最终的VREF出现较大误差,温度补偿性能也会恶化。

还有一个就是开环增益要足够高,低增益造成得影响与失调电压类似。带宽倒是不用太高,因为bandgap近似于直流电路,对高频特性没有太高要求。当然还要考虑运放代入bandgap后的环路稳定度。

需要注意的一点是电路启动问题。上电的时候电路有可能不工作,需要加入启动电路强制其进入我们需要的工作点。

 

 

 

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