第二章带隙基准电压源电路设计 适当的权重相加，则结果就会为零温度系数， +a-0 í (2.5) 即总的电压VREF=a1V1+a2V2,理论上与温度无关。在半导体技术的不同器件参数 中，双极型晶体管的特性被证明是最具重复特性的，可产生明确的正的温度系数 参量和负的温度系数参量的器件[7]。 VREF=VEB+KVT V=kT/q KVT 图2-1带隙基准电压源电路拓扑结构 使用双极型晶体管，选择适当的电路结构，可得到零温度系数的电压。电路 拓扑结构如图2-1所示8]。其中Vr=kT1q是与绝对温度成正比(Proportional To Absolute Temperature,PTA刀的电压VPTAT,具有正温度系数。PNP双极型晶体 管的射极-基极电压VEB,即PN结二极管的正偏电压是与绝对温度成互补关系 (Complementary To Absolute Temperature,CTAT刀的电压VCTAT,具有负温度系 数[9]。Vr和VEB的温度特性， ovk OT q (2.6) aV鱼_s-(4+mV-Eg/g (2.7) aT T 其中k为开尔文常数，Eg为硅的带隙能量。VB的温度系数与温度有关，因此如果 具有正温度系数的V为定值，与温度无关，带隙基准电压源的温度补偿会出现偏 差，即输出参考电压只能在一个温度点上获得零温度系数[10]。 输出电压的表达式由VE、V和V的系数项组成。V出现在双极型晶体管射 VE 极电流的表达式=1se中，经过变换，V的系数为对数项。如图2-2所示， 如果Q2与Q1尺寸大小相同，则s1=s2,得： A Ve Ven2-Vem:V;In -V,In=V Inn (2.8) 1s2 9第二章 带隙基准电压源电路设计 9 适当的权重相加，则结果就会为零温度系数， V V α α T T 1 2 1 2 0 ∂ ∂ + = ∂ ∂ (2.5) 即总的电压VREF=α1V1+α2V2，理论上与温度无关。在半导体技术的不同器件参数 中，双极型晶体管的特性被证明是最具重复特性的，可产生明确的正的温度系数 参量和负的温度系数参量的器件[7]。 图 2-1 带隙基准电压源电路拓扑结构 使用双极型晶体管，选择适当的电路结构，可得到零温度系数的电压。电路 拓扑结构如图 2-1所示[8]。其中VT=kT/q是与绝对温度成正比(Proportional To Absolute Temperature, PTAT)的电压VPTAT，具有正温度系数。PNP双极型晶体 管的射极-基极电压VEB，即PN结二极管的正偏电压是与绝对温度成互补关系 (Complementary To Absolute Temperature, CTAT)的电压VCTAT，具有负温度系 数[9]。VT和VEB的温度特性, T k q V T ∂ = ∂ (2.6) EB T g ( ) EB V V mV E 4 /q T T ∂ −+ − ∂ ＝ (2.7) 其中k为开尔文常数，Eg为硅的带隙能量。VBE的温度系数与温度有关，因此如果 具有正温度系数的VT为定值，与温度无关，带隙基准电压源的温度补偿会出现偏 差，即输出参考电压只能在一个温度点上获得零温度系数[10]。 输出电压的表达式由VBE、VT和VT的系数项组成。VT出现在双极型晶体管射 极电流的表达式 V V I I EB T E S = e 中，经过变换，VT的系数为对数项。如图 2-2所示， 如果Q2与Q1尺寸大小相同，则IS1=IS2，得： nI I V V V V V Vn I I 0 0 EB EB2 EB1 T T T S2 S1 Δ =−= − = ln ln ln (2.8)