為得到高精度低溫度系數(shù)、高電源抑制比的基準(zhǔn)電壓,同時(shí)為了降低工藝中非理想性因素的影響,設(shè)計(jì)了一種新的帶有修調(diào)的分段曲率補(bǔ)償基準(zhǔn)電路.通過利用電阻分壓和工作在亞閾值區(qū)域的MOSFET的電學(xué)特性,產(chǎn)生正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)的電流,在高溫段和低溫段分別對帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行曲率補(bǔ)償,提出了一種新的快速優(yōu)化基準(zhǔn)電壓溫度系數(shù)的芯片級(jí)修調(diào)方法,包含溫度系數(shù)修調(diào)和電壓幅值修調(diào),可以快速獲得最低溫度系數(shù)對應(yīng)碼值以提升工作效率.基于0.35μm BCD工藝,流片驗(yàn)證了該修調(diào)方案的可行性.結(jié)果表明:在-40℃～125℃內(nèi),基準(zhǔn)電壓最低仿真溫度系數(shù)為0.84×10^-6/℃,最低實(shí)測溫度系數(shù)為5.33×10^-6/℃,隨機(jī)抽樣結(jié)果顯示溫度系數(shù)的平均值為7.47×10^-6/℃;采用基于計(jì)算斜率的修調(diào)方法,測試10塊芯片的平均修調(diào)次數(shù)為3.5次,與使用逐次逼近的修調(diào)方法相比,效率提升59.8%;低溫度系數(shù)的帶隙基準(zhǔn)電壓有利于提升電池管理芯片對電池剩余電量估算的準(zhǔn)確性,該帶隙基準(zhǔn)電路已成功應(yīng)用于電池管理芯片內(nèi)高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器中.

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【部分圖文】：

圖5仿真基準(zhǔn)電壓Vref的電源抑制比

對基準(zhǔn)電路進(jìn)行電源抑制比(PSRR)仿真,如圖5所示,仿真基準(zhǔn)電壓Vref的電源抑制比為-74.43dB@10Hz,-74.43dB@100Hz,-74.43B@1kHz,-77.47dB@10kHz,-45.2dB@100kHz,-26.55dB@1MH....

圖1分段曲率補(bǔ)償方法原理

分段曲率補(bǔ)償工作原理如圖1所示,VBE隨溫度變化存在高階項(xiàng),VPTAT是與絕對溫度成正比的線性電壓[10],VNL是高階補(bǔ)償電壓,在一階補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)電壓VBE+VPTAT基礎(chǔ)上,分別在低溫和高溫對基準(zhǔn)電壓與溫度相關(guān)的高階項(xiàng)進(jìn)行補(bǔ)償,從而提高帶隙基準(zhǔn)電壓的精度.Vref1是經(jīng)過分段....

圖2分段曲率補(bǔ)償基準(zhǔn)電路原理圖

運(yùn)算放大器反饋環(huán)路使Vref1與B點(diǎn)電壓相等,通過電阻串R1、R2、R7分壓得到C點(diǎn)和E點(diǎn)電壓,從式(1)～式(3)中可以得知,電壓VA、VC、VE的計(jì)算公式,Vref1為確定值,可以通過調(diào)節(jié)電阻RTEMP、R4、R1、R2、R7的阻值和電流IPTAT來控制電壓VA、VC、VE的....

圖3電壓和電流仿真溫度特性曲線

圖2分段曲率補(bǔ)償基準(zhǔn)電路原理圖基于0.35μmBCD工藝,基準(zhǔn)電壓的最優(yōu)溫度曲線和在不同工藝角下的溫度曲線如圖4所示,在-40℃～125℃內(nèi),分段曲率補(bǔ)償電壓最優(yōu)工藝角(TT)的溫度系數(shù)為0.84×10-6/℃,最差工藝角(FF)的溫度系數(shù)為5.72×10-6/℃.

本文編號(hào)：3950968