∑
VREF a1VBE a2VT
VREF T

a1
VBE T
a2
VT T
0
利用上面的正、负温度系数电压，我们可以设计出一个令人满 意的零温度系数带隙基准电压源：
因此令 a1 1
VREF VBE a2 (VT ln n)
原理
室温附近：
VBE / T 1.5mV / K VBE k ln n 0.087 ln n(mV / K )
而目前产业界用得最多的电压基准源就是带隙基准电压源，几乎在 绝大多数的芯片都能看到带隙基准电压源的身影！在模拟集成电路设计 的三大教材中也专门对此进行了讲解说明：
原理
半导体工艺中具有正温度系数和负温度系数的两种电压： • 负温度系数的PN结电压VBE • 正温系数的热电压VT
为了产生零温度系数电压基准信号可将负温度系数的PN结电压 VBE和正温度系数的热电压VT进行组合即可实现，这样就会得到零 温度系数（ZTC：Zero Temperature Coefficient）带隙电压基准源。
17.2 -17.1455
100 % 0.32%
误差很小，说明实验效果很好。 17.2
谢谢观看
廖方云 4031431807
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/26
那么我们首先来回顾一下上面提到的两种随温度变化的电压：
• PN结结电压 • 热电压
原理
将与绝对温度呈正比例变化的电压VT 和与绝对温度呈反比例变化 的电压VBE进行线性组合从而产生带隙电压基准源。
与绝对温度呈反比电压
VBE VCTAT
a1
与绝对温度呈正比电压
VT VPTAT
a2
零温度系数电压
带隙基准电压源
1 意义 2 原理 3 电路仿真
意义
电压基准源通常要求具有较高的精度和稳定度：
• 不的上述特性，其在集成电路的设计中扮演极其重要 的作用。尤其各种DAC，ADC，传感器芯片，检测芯片，电源管理类等 芯片中广泛使用！
（3）
将（3）与 VREF VBE a2 (VT ln n) 联立可得：
PPM= R2 ln n 17.2 R1
由此可设计电路，假设取n=7，令R1=26k，计算 得R2=260k
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/26
实验电路仿真
实验所用如下仿真电路图，图中使用NMOS 管、PMOS管、三极管PNP管构成如原理图中的 电路，其中MOS管宽长比为10/2um、三极管设 定面积倍数关系为7倍。图中MOS管均处于饱和 状态。
T q
要获得零温度系数的电压基准源，那么：
a2 ln n 17.2
零温度系数带隙基准电压源：
VREF VBE 17.2VT 1.25
传统基准源电路
由图可知此基准源电路Q2与Q1电压差为： （1）
运放处于深度负反馈状态，使得运放两 输入节点电压相等，故：
（2） 由于M1和M2镜像作用，I1=I2，将（1）（2）代入得：
已知既定温漂系数 PPM为17.2，且n=7， 因为R1为26k，由公式
PPM R2 ln n R1
可推出R2，取整后暂 时R2设置为260k.
实验电路仿真
电阻R2初始值为260k时，输出电压随温度变化而变化的曲线。
实验电路仿真
为探究输出曲线的 最佳温度特性，设电阻 R2为变量R，并给其一 个变化范围，并缩小范 围找出同等温度范围内， 相对最好的温度特性的 输出曲线。右图为R设 置为200K到300K之间 的输出曲线。由图可知 R2为260k时，曲线较 为平缓，温度特性较好.
实验电路仿真
将R2细分范围 在260k附近得到右 图所示曲线。
如图所示，R2 为255k时，曲线较 为平缓，因而确定 为255k时，输出曲 线温度特性最为理 想。
计算PPM结果
电阻为255k条件下进行仿真实验，计算PPM
结果。由计算器计算可得PPM为17.1455，与前面
既定的17.2相比较，误差为： 误差