它產生的基準電壓精度，溫度穩定性和抗噪聲干擾能力直接影響到芯片，甚至整個系統的性能。特別是在D/A，A/D數據轉換系統中，基準源的性能與量化器的量化精度密切相關。隨著D/A，A/D精度的不斷提高，精確穩定的基準源的設計成為關鍵。因此，設計一個高性能的基準電壓源是具有十分重要的意義。

1 分析電路設計及原理

1.1 傳統帶隙基準的分析

傳統的帶隙電壓基準結構中，通過具有正溫度系數的VT和一個具有負溫度系數電壓VBE的線性組合，在輸出端得到一個對溫度恒定的穩定輸出Vref。圖1是一個傳統的帶隙基準電壓源。但是在實際應用中，補償Vref中得不到補償的高階電壓分量是設計的關鍵。高階溫度系數主要來自于雙極晶體管的溫度特性。

經過整理得到：

根據上式可知在大部分工藝下，通過調節電路，一階系數項可以很容易消除。但是由于工藝參數r的值和由電阻引入的系數δ不能很好的抵消，使得高階電壓分量仍然存在。即C2項不可能消除，導致溫度系數不能達到足夠低。

1.2 改進的高階補償帶隙基準源

為了得到溫度系數足夠低的帶隙基準源，高階溫度系數需要進一步補償，補償的方法如圖2所示的電路結構。在傳統的電路基礎上，加入補償電路結構：由于運放A3的增益很大，運放強制Q2和R4的端電壓相等，則I4=VBE，Q2/R4，電流鏡使流過晶體管Q3的電流：

從而在Q2，Q3的VBE之間產生一個差值Tln T項。這個差值項通過運放gm1，gm2被引入到IR1中來修正VBE,Q1中的高階項。

在圖2中，輸入端連接V1，V2和V2，V3的四輸入運放，其輸出端連接在一起，因此他們具有相同增益A1，各參數完全相同，即輸出阻抗也相同：

對于管子Q1，Q2，他們完全相同，所以他們的端電壓只和他們集電極流過電流相關。

令

(常數B1，B2由電阻阻值，溫度系數和管子