它產(chǎn)生的基準電壓精度，溫度穩(wěn)定性和抗噪聲干擾能力直接影響到芯片，甚至整個系統(tǒng)的性能。特別是在D/A，A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)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(wěn)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(tǒng)帶隙基準的分析
傳統(tǒng)的帶隙電壓基準結構中，通過具有正溫度系數(shù)的VT和一個具有負溫度系數(shù)電壓VBE的線性組合，在輸出端得到一個對溫度恒定的穩(wěn)定輸出Vref。圖1是一個傳統(tǒng)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?shù)母唠A電壓分量是設計的關鍵。高階溫度系數(shù)主要來自于雙極晶體管的溫度特性。
經(jīng)過整理得到：
根據(jù)上式可知在大部分工藝下，通過調(diào)節(jié)電路，一階系數(shù)項可以很容易消除。但是由于工藝參數(shù)r的值和由電阻引入的系數(shù)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(shù)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(shù)足夠低的帶隙基準源，高階溫度系數(shù)需要進一步補償，補償?shù)姆椒ㄈ鐖D2所示的電路結構。在傳統(tǒng)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(chǎn)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(shù)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(shù)B1，B2由電阻阻值，溫度系數(shù)和管子
