帶隙基準電壓源的設計

通信工程論文編號:TX370  論文字數:10396,頁數:31

目錄
 
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 引言 1
 1.1 背景 1
 1.2 研究的目的及意義 1
 1.3 本文的主要內容 2
第2章 基準源的主要性能結構和基本原理 3
 2.1 帶隙基準電壓源的主要性能 3
 2.2 帶隙基準源的基本原理 3
 2.2.1 負溫度系數電壓 4
 2.2.2 正溫度系數電壓(PTAT電壓) 4
 2.2.3 帶隙基準電壓值 5
 2.3 帶隙基準電壓源的幾種結構 6
 2.3.1 Widler帶隙基準電壓源 6
 2.3.2Brokaw帶隙基準電壓源 7
 2.3.3 Ku j i k帶隙基準電壓源 9
第3章 輸出可調帶隙基準電壓源的設計 11
 3.1 電壓源的核心電路 11
 3.2 減小失調電壓對電路影響的方法 11
 3.2.1 采用大尺寸的器件 11
 3.2.2 改變集電極電流的比率 12
 3.2.3 增加∆VBE 12
 3.2.4 選擇低失調放大器 13
 3.2.5 741系列放大器簡介 13
 3.3 設計思路 14
 3.3.1成比例的電流通過相同三極管方案 15
 3.3.2電壓輸出可調的設計 15
 3.3.3 UA741放大器的供電電路的設計 16
 3.3.4 總體電路 17
第4章 仿真工具的介紹和仿真結果 18
 4.1 仿真工具介紹 18
 4.2 仿真結果 18
第5章具體電路的實現 19
 5.1從失敗中吸取教訓逐步改進電路 19
 5.1.1 選定放大器購買器件 19
 5.1.2放大器供電不足導致失敗 20
 5.1.3放大器需要雙電源供電 21
 5.1.4放大器的失調調零是關鍵 22
 5.2低電壓輸出的電壓源沒有實用性 22
 5.3實際電路的性能分析 22
 5.4實際電路 23
第6章 結束語 25
致謝 26
參考文獻 27

摘要

 基準電壓源是模擬電路設計中廣泛采用的一個關鍵的基本模塊。所謂基準電壓源就是能提供高精度和高穩定度基準量的電源，這種基準源與電源、工藝參數和溫度的關系很小，其原理是利用PN結電壓的負溫度系數和不同電流密度下兩個PN結電壓差的正溫度系數電壓相互補償，而使輸出電壓達到很低的溫度漂移。
   本文首先介紹了基準電壓源的國內外發展現狀及趨勢。然后詳細介紹了帶隙基準電壓源的性能指標，分析了帶隙基準源的基本原理及基本結構，并對不同的結構進行了比較。接著對如何提高帶隙基準的電源抑制比以及帶隙基準電壓源的溫度補償原理進行了分析，總結了提高帶隙基準電壓源溫度特性的方法，應用Multisim10仿真工具對本文中設計的帶隙基準電壓源電路進行了完整模擬仿真，設計出了具有良好的溫度特性和電源抑制比且輸出電壓可調的帶隙基準電壓源電路。
 
關鍵詞：帶隙基準電壓源，溫度系數，電源抑制比。

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.