带隙基准电压源的设计

论文编号:TX370  论文字数:10396,页数:31

摘要

 基准电压源是模拟电路设计中广泛采用的一个关键的基本模块。所谓基准电压源就是能提供高精度和高稳定度基准量的电源，这种基准源与电源、工艺参数和温度的关系很小，其原理是利用PN结电压的负温度系数和不同电流密度下两个PN结电压差的正温度系数电压相互补偿，而使输出电压达到很低的温度漂移。
   本文首先介绍了基准电压源的国内外发展现状及趋势。然后详细介绍了带隙基准电压源的性能指标，分析了带隙基准源的基本原理及基本结构，并对不同的结构进行了比较。接着对如何提高带隙基准的电源抑制比以及带隙基准电压源的温度补偿原理进行了分析，总结了提高带隙基准电压源温度特性的方法，应用Multisim10仿真工具对本文中设计的带隙基准电压源电路进行了完整模拟仿真，设计出了具有良好的温度特性和电源抑制比且输出电压可调的带隙基准电压源电路。
 
关键词：带隙基准电压源，温度系数，电源抑制比。

ABSTRACT

    Voltage reference is the vital basic module which is widely adopted in analog circuits(mixedsignal circuits). It can supply a voltage with high precision and high stability. The powersupply, technics parameter and temperature has lesser effect to this voltage. The principle is to use the PN junction voltage negative temperature coefficient and the current density under two different PN junction voltage difference is the temperature coefficient of mutual compensation voltage due to the output voltage to the low temperature drift.                                       
 In this paper the present situation and developmental trend of voltage reference studies both at home and abroad will be presented. The performance index of voltage reference will be introduced in detail, the principle and structure of bandgap voltage reference will be analyzed, and then the different structure will be compared. By analyzing the power supply rejection ratio(PSRR) and the principle of temperature compensation, the method of improveing the temperature characteristic will be summarized. , the circuits have been simulated with Multisim10 simulation tools The design of a bandgap voltage reference circuit with high power supply rejection ratio and good temperature characteristic is completed by applying curvature emendation

Key Words: bandgap voltage reference, temperature coefficient, power supply rejection ratio.

目录
 
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 引言 1
 1.1 背景 1
 1.2 研究的目的及意义 1
 1.3 本文的主要内容 2
第2章 基准源的主要性能结构和基本原理 3
 2.1 带隙基准电压源的主要性能 3
 2.2 带隙基准源的基本原理 3
 2.2.1 负温度系数电压 4
 2.2.2 正温度系数电压(PTAT电压) 4
 2.2.3 带隙基准电压值 5
 2.3 带隙基准电压源的几种结构 6
 2.3.1 Widler带隙基准电压源 6
 2.3.2Brokaw带隙基准电压源 7
 2.3.3 Ku j i k带隙基准电压源 9
第3章 输出可调带隙基准电压源的设计 11
 3.1 电压源的核心电路 11
 3.2 减小失调电压对电路影响的方法 11
 3.2.1 采用大尺寸的器件 11
 3.2.2 改变集电极电流的比率 12
 3.2.3 增加∆VBE 12
 3.2.4 选择低失调放大器 13
 3.2.5 741系列放大器简介 13
 3.3 设计思路 14
 3.3.1成比例的电流通过相同三极管方案 15
 3.3.2电压输出可调的设计 15
 3.3.3 UA741放大器的供电电路的设计 16
 3.3.4 总体电路 17
第4章 仿真工具的介绍和仿真结果 18
 4.1 仿真工具介绍 18
 4.2 仿真结果 18
第5章具体电路的实现 19
 5.1从失败中吸取教训逐步改进电路 19
 5.1.1 选定放大器购买器件 19
 5.1.2放大器供电不足导致失败 20
 5.1.3放大器需要双电源供电 21
 5.1.4放大器的失调调零是关键 22
 5.2低电压输出的电压源没有实用性 22
 5.3实际电路的性能分析 22
 5.4实际电路 23
第6章 结束语 25
致谢 26
参考文献 27