Bandgap(带隙基准源)在混合信号集成电路中确实扮演着非常重要的角色,用于提供一个稳定的参考电压,这个电压几乎不受温度、电源电压和工艺变化的影响.1. TrimBandgap电路带隙基准电压源的准确度受芯片制造工艺和封装等因素的影响。芯片封装后,其参考电压与封装前相比会产生一定程度的变化,这种变化的原因是芯片材料热膨胀系数的存在差异,在芯片的封装和制造过程中,大多数芯片的塑性制造都是在高温下进行的。而塑料是高分子化合物,其膨胀系数比硅材料要高得多,因此,当芯片恢复到外界温度时,塑料冷却收缩,会对硅片施加挤压力,增加晶体管基区的少子浓度,从而导致晶体管发射结电压降低。 由上述分析知,封装后的芯片带隙基准电压模块晶体管发射结电压受环境温度影响较大,且随环境温度的升高而减小,导致带隙基准电压模块的基准电压出现误差。因此,需要对带隙基准电压电路进行正温度系数补偿,以获得温度漂移近似为零的参考电压。 温度系数为零的带隙基准电路,带隙基准电压为: 在实际的带隙基准电路制造中,受制造工艺的影响,会带来Q1与Q2、M11、M12与M13的不匹配,导致VBG出现一定的偏差。为了消除偏差,在带隙基准电路中加入修调电阻网络,电阻R4变为可变化的电阻网络Rtrim,其他值固定不变,上式变为: 2. 基于EEPROM的trim技术待测芯片采用EEPROM作为存储单元的修调技术,该技术可重复擦写,具有很高的灵活度。上图中,每一个数字信号位都对应了一个电阻和一个开关,电阻从低位到高位的值分别为R,2R,4R,8R, 其对应的寄存器码值为0001,0010,0100,1000。 每个开关由一个反相器和一对NMOS管组成.开关中的每对Mia与Mib尺寸都是相同的,并且在版图中排列在一起,所以它们具有相同的导通电阻Ron。 修调部分的电阻值为: 第一项的大小与开关是否导通有关,这部分电阻的大小取决于各个位的开关状态(bit_i)。如果bit_i为1,则对应的电阻不参与计算。如果bit_i为0,则对应的电阻值被加到总电阻中。第二项是开关导通电阻为常量,可以看出修调电阻大小与bit位呈线性关系,其修调码值与带隙基准电压关系如图所示。 1. 结构限制:在这种结构下,Bandgap基准电压只能增大。 2. 双向调节需求:为了使基准电压值既能增大也能减小,同时保持0000作为初始值以便于编程计算。 3. 开关取反策略:通过使bit0至bit2对应的开关取反,可以实现基准电压的双向调节。 4. 阻值计算:当trim bit为0000时,对应的阻值为7R+sum(1~3 Ron) 5. 基准电压变化: 1. 当trim bit从0000变化到0111时,基准电压值线性减小。 2. 当trim bit从1111变化到1000时,基准电压值线性增大。 |