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基准电路学习

基准电路

  • 电压基准
    • 基本结构
    • 以理想运放为基准
    • 以非理想运放为基准
      • 针对 V o s V_{os} Vos的改进
      • 提高驱动能力
    • 电流模基准
    • 电压模、电流模基准比较
  • 电流基准

电压基准

模拟电路的最高境界:PVT(Process工艺,Voltage电压,Temperature温度) 用偏置电路解决温度问题(补偿) Bandgap Voltage Reference(BGR) BGR电路结构: { V M 电 压 模 I ? V , 电 压 叠 加 C M 电 流 模 V ? I , 电 流 叠 加 \begin{cases}VM & 电压模 I-V,电压叠加\\CM & 电流模V-I,电流叠加\end{cases} { VMCM电压模I?V,电压叠加电流模V?I,电流叠加 一般的,MOS电路总是温度敏感的 μ ∝ T − 3 2 \mu\propto T^{-\frac{3}{2}} μ∝T−23​, β ∼ T \beta\sim T β∼T, T ↑ ⇀ V T N ↓ , V B E ↓ T\uparrow\rightharpoonup V_{TN}\downarrow,V_{BE}\downarrow T↑⇀VTN​↓,VBE​↓ 所以我们考虑三极管的 Δ V B E \Delta V_{BE} ΔVBE​效应

基本结构

三极管偏置:https://blog.csdn.net/qq_44679914/article/details/120486785

Δ V B E = V T ⋅ ln ⁡ N \Delta V_{BE}=V_{T}\cdot \ln N ΔVBE​=VT​⋅lnN,N与温度无关,两个三极管面积之比 我们考虑 V T = k T q V_{T}=\frac{kT}{q} VT​=qkT​ ∂ V T ∂ T = k q ≈ 0.087 m V / K \frac{\partial V_{T}}{\partial T}=\frac{k}{q}\approx 0.087mV/K ∂T∂VT​​=qk​≈0.087mV/K,正温度系数函数

三极管的 V B E V_{BE} VBE​公式为: V B E ( T ) ≈ V G ( T ) + T T 0 ⋅ ( V B E 0 − V G 0 ) V_{BE}(T)\approx V_{G}(T)+\frac{T}{T_{0}}\cdot (V_{BE0}-V_{G0}) VBE​(T)≈VG​(T)+T0​T​⋅(VBE0​−VG0​) ∂ V B E ( T ) ∂ T = V B E 0 − V G 0 T 0 = 0.6 V − 1.2 V 300 K = − 2 m V / K \frac{\partial V_{BE}(T)}{\partial T}=\frac{V_{BE0}-V_{G0}}{T_{0}}=\frac{0.6V-1.2V}{300K}=-2mV/K ∂T∂VBE​(T)​=T0​VBE0​−VG0​​=300K0.6V−1.2V​=−2mV/K,负温度系数函数

令 V r e f = V B E + K ⋅ V T = 0.6 V + 0.6 V = 1.2 V V_{ref}=V_{BE}+K\cdot V_{T}=0.6V+0.6V=1.2V Vref​=VBE​+K⋅VT​=0.6V+0.6V=1.2V K = 0.6 0.026 = 23 = ∣ − 2 0.087 ∣ K=\frac{0.6}{0.026}=23=\mid\frac{-2}{0.087}\mid K=0.0260.6​=23=∣0.087−2​∣ ∂ V r e f ∂ T = ∂ V B E ∂ T + K ⋅ ∂ V T ∂ T = − 2 + 23 ⋅ 0.087 = 0 \frac{\partial V_{ref}}{\partial T}=\frac{\partial V_{BE}}{\partial T}+K\cdot\frac{\partial V_{T}}{\partial T}=-2+23\cdot0.087=0 ∂T∂Vref​​=∂T∂VBE​​+K⋅∂T∂VT​​=−2+23⋅0.087=0 所以, V r e f V_{ref} Vref​不随温度改变 二者串联即可得到1.2V的基准电压源 在这里插入图片描述

图1. 带隙基准源基本结构

作 Δ V B E R 1 \frac{\Delta V_{BE}}{R_{1}} R1​ΔVBE​​的电流镜 I 1 = V T ⋅ ln ⁡ N R 1 I_{1}=\frac{V_{T}\cdot \ln N}{R_{1}} I1​=R1​VT​⋅lnN​ I o u t = m ⋅ I 1 = m ln ⁡ N R 1 ⋅ V T I_{out}=m\cdot I_{1}=\frac{m\ln N}{R_{1}}\cdot V_{T} Iout​=m⋅I1​=R1​mln 标签: 负馈放大电路

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