摘要：为了满足深亚微米级集成电路对低温漂、低功耗电源电压的需求，提出了一种在0．25μm N阱CMOS工艺下，采用一阶温度补偿技术设计的CMOS带隙基准电压源电路。电路核心部分由双极晶体管构成，实现了VBE和VT的线性叠加，获得近似零温度系数的输出电压。T—SPICE软件仿真表明，在3.3 V电源电压下，当温度在-20～70℃之间变化时，该电路输出电压的温度系数为10x10-6／℃，输出电压的标准偏差为1 mV，室温时电路的功耗为5．283 1 mW，属于低温漂、低功耗的基准电压源。
关键词：带隙参考电压源；温度补偿；电源抑制比

    近年来，由于集成电路的飞速发展，基准电压源在模拟集成电路、数模混合电路以及系统集成芯片(SOC)中都有着非常广泛的应用，对高新模拟电子技术的应用和发展也起着至关重要的作用，其精度和稳定性会直接影响整个系统的性能。因此，设计一个好的基准源具有十分现实的意义。

1 带隙基准电路的基本原理
    带隙基准电压源的目的是产生一个对温度变化保持恒定的量，由于双极型晶体管的基极电压VBE，其温度系数在室温(300 K)时大约为-2．2 mV／K，而2个具有不同电流密度的双极型晶体管的基极-发射极电压差VT，在室温时的温度系数为+0．086 mV／K，由于VT与VBE的电压温度系数相反，将其乘以合适的系数后，再与前者进行加权，从而在一定范围内抵消VBE的温度漂移特性，得到近似零温度漂移的输出电压VREF，这是带隙电压源的基本设计思想。
1．1 带隙基准电压源核心电路
    本文提出的电路核心结构如图1所示，在电路中双极晶体管构成了电路的核心，实现了VBE与VT的线性叠加，获得近似为零温度系数的输出电压。图1中双极型晶体管Q1和Q2的发射区面积相同，Q3和Q4的发射区面积相同，考虑设计需求，取Q1和Q2的发射区面积为Q3和Q4的发射区面积的8倍。

    假设双极晶体管基极电流为零，运放的增益足够大，则a点和b点的电压相等，即：
   

    在实际电路中，经过计算可知当取R3／R1=2．3066时，可以得到室温下的近似零温度系数的输出参考电压。

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