设计与开发超低压差线性稳压器的带隙基准电路设计余华a，邹雪城，陈朝阳15（华中科技大学a.电子与科学技术系，b.图像识别与人工智能研究所，图像处理与智能控制国家重点结构构成。p型衬底作为晶体管的集电极。

　　3基准电路设计实现所示为带隙电压基准电路原理图，它包括电流源偏置、带隙核心电路、PTAT电流产生、软启动电路和运算放大器。

　　3.1运算放大器差分输入级，当电路平衡时，共源共栅电流镜为其提供偏置电流IM1，M2具有相同的宽长比（41/20）；M3，M4构成运放的有源负载；M5与M6构成共源共栅电流镜，为运放提供偏置电流；M25与M26构成第二级放大器，为运放提供了一个反馈电流，以维持电流常数以及不依赖于输入电压的变化。运算放大器的设计是非常关键的，运放的输入失调电压是导致基准电压yREF绝对值漂移的不稳定因数之一；差分输入对管的尺寸不匹配以及阈值电压不匹配，也会导致输入失调电压。另外也受到运放的开环增益影响。为了减小S，降低由电源电压波动引起的影响，在设计中，尽可能改善运放的增益及PSRR，另外，尽可能使M4与M3，M25与M26匹配，以降低输入失调电压的影响。

　　3.2带隙核心电路一对二极管连接的三极管构成带隙核心，因为运放处于深度负反馈状态，r=r，'两端的电压降为BE，M7与M8构成共源共栅电流镜，为电路提供偏置电流，（31与Q2的发射极面积之比为8.偏置电路之间的电流关系设计为电路的静态电流IQREFS 3.3偏置电路M5M13构成共源共栅电流镜为基准电路提供偏置电流，它具有高输出阻抗和较高的稳定性，还可产生PTAT电流。M14作为共源共栅电流镜的负载。是第一级与第二级放大器之间的补偿电容，保证了稳定性，同时它还是电路软启动电容。

　　3.4启动电路该带隙基准电路具有一个稳定的零电流状态，即具有一个简并点，为此设计了一个具有自偏置功能的软启动电路。如所示，M15M24，组成了软启动电路，M17，M19和'构成峰值电流镜为启动电路提供偏置电流IB和启动电流IC，M21和M22组成一个反相器。当输出电压VREF加在“非门”的输入端时，其输出反相后去控制M24的通断，M24作为一个开关使用。

　　芯片刚上电时，vref保持为低电平，经过非门变为高电平，M24导通，通过电流I.为电容C：充电，直到上的电压使M25和M26导通，基准模块的电流偏置建立起来，从而使运放工作，基准电路开始启动。当基准电压达到一定值（一般为0.9V左右），启动模块被关闭，没有电流从启动模块输出，此时电容G作为频率补偿电容。经过一段时间（30ws左右），这个闭合回路将达到稳定，基准建立起来，比较终值为1.22V左右。

　　4仿真结果0.5wm2P3MCMOS工艺，米用Hpsice，考虑了输入电源电压变化、温度变化及MOS管快慢模型组合的5Corner仿真。

　　所示为所设计的内部运算放大器的增益和相位裕度的仿真结果。

　　TEMP=-40，25和125C，输入电压3.0V下的启动特性仿真曲线，可见电路启动快速，启动时间为20W s左右。

　　种输入电压下，基准电压与温度之间关系的仿真结果曲线。

　　输入电压/V基准电压随输入电压的变化曲线（下转第548页）TT，SS，FF三种模型下，基准电压与输入电压之间关系的仿真结果曲线。在室温下，基准电压为1.22165V时，具有零温度系数，当输入电压从2.56V改变时，基准电压仅改变0.1mV，保证了基准电压具有较高的精度。另外在其他两种温度下，电路也具有相当高的电压精度。

　　l.OdB，输入驻波比1.2：1，输出驻波比1.2：1.是C波段放大器增益、输入输出驻波测试曲线，是噪声测试曲线。

　　频率/GHz C波段放大器噪声测试曲线4结束语根据参数要求选取元器件，建立合适的电路拓扑结构，输入器件的s参数及噪声参数，通过微波设计软件Ansoft，根据C波段放大器的电路性能要求进行优化设计，并考虑电路板制作的容差和器件的离散性，合理选取电路板材料，采用铅焊工艺，成功制作出56GHz功率增益大于32dB，输入输出驻波比1.2：1，噪声系数1.0dB的放大器。