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一种高精度 BiCMOS 带隙电压基准源的设计 李淼 冯全源 （西南交通大学微电子研究所 610031） 摘要:在对传统典型 CMOS 带隙电压基准源电路分析基础上提出了一种高精度，高电源抑制 带隙电压基准源。电路运用带隙温度补偿技术,采用共源共栅电流镜,两级运放输出用于自身 偏置电路。整个电路采用了 UMC 0.6um BiCMOS 工艺实现,采用 HSPICE 进行进行仿真,在 TT 模型下，仿真结果显示当温度为 －40 ℃～80℃，输出基准电压变化小于 1.5mV, 低频 电源抑制比达到 75dB 以上。 关键词:带隙电压基准源; 电源抑制比;温度补偿；共源共栅电流镜 Design of a High Precision BiCOMS Bandgap Voltage Reference Miao Li and Feng Quanyuan (Institute of Microelectronics of Southwest Jiaotong University,ChengDu 610031) Abstract: A design of high precision and high power supply rejection ratio(PSRR) was presented.The technology of temperature compensation and cascade current mirror was used,and the output of two stage amplifier was used for the bias of itself.It was implemented in UMC0.6um BiCOMS technology,at TT model, simulation showed that the output voltage varied lower than 1.5mV with a temperature range of －40 ℃～80℃ and the lower PSRR was higher than 75dB. Key words:bangap voltage reference; power supply rejection ratio; temperature compensation; cascade current mirror 文献标识码：A 中图分类号：TN433 1 引言 精确的带隙基准电压源在 A/ D ,D/ A 和电源管理芯片中是十分关键的器件。随着移动通信 、XDSL 等通信技术的不断发展, 对ADC、DAC 等混合信号集成电路的要求越来越高,从而对 电压基准源也提出了越来越高的要求【1】。 由于带隙基准结构能够实现高电源抑制比和低温度系 数, 因而在目前各种基准电压源电路中得到广泛的应用 【2】【3】。本文在传统的带隙电压源基础 上，采用电流反馈、一级温度补偿(基准源对温度的微分在室温下为零) 技术设计了高性能 CMOS 带隙电压基准源电路, 其中带隙基准源的负反馈放大器为一级差分放大器, 其输出电压用于产 生自身的电流源偏置电压,提高了电源抑制比。 2 带隙电压基准源的设计 2.1 传统带隙电压基准源 理想的带隙基准电压源电路的输出电压几乎不受温度变化、工艺变化、电源电压波动等因素的影 响. 这就要求我们在带隙基准电路中加入具有负温度系数的二极管以及正温度系数的热电压 V t, 将这两部分电压适当相加, 可得到输出电压: V ref = V be + KV t (1) 将(1) 式对温度微分, 得到二极管电压在室温时的温度系数为- 2.2mV/℃, 而热电压V t(V t= K T /q ) 在室温时的温度系数为+ 0.085mV/℃, 再将这两个温度系数代入(1) 式, 可求得基准电 压具有零温度系数时K 的值.传统的带隙基准电压源电路结构如图(1)所示: 1 国家自然科学基金资助的项目，基金号四川省学术和技术带头人资助项目 This work was supported by National Science Founda