1 寫在前面

最近做了個低壓帶隙基準電壓源課設，分享一下兩個經典電路的溫度特性結果分析，分別是一階溫度補償和二階的。其余運放、啟動電路、參數以及所有仿真結果等期末結束把課設報告單獨發一個。課設指標要求如下：

2 一階溫度補償帶隙基準

本次用到的一階補償帶隙基準Banba教授1999年提出的[1]，拉扎維教授的書12.7節也詳細介紹了這個電路[3]，也可以參考胡濱前輩的碩士學位論文[2]，介紹的非常詳細。核心電路如下：

運放用的是二級密勒補償運放。調節R1可以線性補償溫度特性，溫度特性調整完畢后，調整R4完成輸出基準電壓值的調節。在溫度特性曲線界面用計算器輸入公式計算溫度系數，TC=(ymax(VS("/vref"))-ymin(VS("/vref")))/(average(VS("/vref"))*165)*1000000。TSMC180nm工藝下，仿真溫度特性曲線如下（TC=5.897ppm/℃）：

3 二階溫度補償帶隙基準

本次用到的二階補償帶隙基準基于文獻[4][5]，除了加入的二階補償電路，其余與一階的一樣，核心電路如下：

調節R0完成一階線性補償，R45完成ln項補償，溫度補償完后調節R3完成輸出基準值調節。candence仿真測試電路以及溫度特性曲線如下（TC=2.438ppm/℃）：

4 提高輸出精度

基準輸出值trans仿真會非常不穩定，加一個RC低通濾波器和單位增益buffer輸出精度就會更加高[2]。仿真電路和結果對比如下：

紅色圖為0.5s瞬態仿真VBG，粉色為接了RC+buffer后的Vout，明顯提高了精度，RC越大，輸出精度越高，但是面積也損失了很多，需要trade-off。buffer還是同樣的兩級密勒補償運放。

5 總結

a.順序：設計運放-設計偏置電路-調節電阻調溫度系數-調節電阻調節輸出基準值。

b.底下的兩篇碩士論文介紹很詳細，值得入門者閱讀。

c. 二階溫度補償確實提升了一倍的溫度系數。其余仿真結果期末結束再上傳。