wyy课堂cmos模拟设计课学习笔记-bandgap电路设计1

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  • 经典电路分析
  • 仿真电路
  • 尺寸设计
  • 仿真电路
    • 确定直流工作状态
    • 直流扫描

经典电路分析

运放虚短使opin=opip,尺寸大的bjt的VBE小,由此在R0上产生VBE1-VBE2=ΔVBE=VTln(N),是正温度系数;还需要负温度系数,选用VBE。由图可知,Vref=VBE1+ΔVBE/R0*R2,这样调整R0R1的比值使得正负抵消,得到温度系数为0的输出电压。
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仿真电路

主要电路如下。补充:长沟ft低,对高频不利,需要tradeoff;两大块电阻相同,保证两个p管的漏端电压相同
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放大器电路:输入管为了gmro大选L大的,但L大影响ft,需要tradeoff;L大有利于1/f噪声;为了版图摆幅,multipler选偶数;W选大一点利于gm
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启动电路:补充:电路正常工作后VBG为高,右侧n管关闭。diode降低反相器电源电压,这样更容易翻转
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使能控制
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尺寸设计

先根据功耗要求定好各支路电流
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镜像电流源:根据电流比例
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尾电流源:L可以取大以降低沟长调制;对于n管,1/f噪声显著,w、L取大,但与面积tradeoff
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折叠n管:这一级噪声对性能影响,可以选小尺寸
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电流源p管:可以选大减少噪声;由于迁移率小,一般p管选为n的2-3倍
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选小尺寸的
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米勒补偿电容根据频率仿真来确定
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仿真电路

没有在symbol内直接接地,因为gnd存在扰动,所以先接到sub,在从sub通过单独的焊盘接到地
(电感用于模拟金属连线)
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确定直流工作状态

先看dc仿真,保存直流工作点
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查看节点电压和静态工作点。VBG=1.2V
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支路电流由这两个Vce电压差和电阻决定,若要调整电流,就调整电阻
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对于电流管,同样去检测其他电流管
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直流扫描

需要找到抛物线的顶点,确定下面这些电阻的值用于调整顶点位置
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对温度直流扫描
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选择VBG
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选择好电压后直接在原理图中点VBG那条线
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温度变化时,VBG变化不大,顶点在常温附近
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计算温度系数:电压变化率=(电压最高值-最低值)/(两点之间的中间电压)
温度系数=电压变化率/(温度变化范围eg.80-(-45))*1e6

通过调整电阻来调整曲线的方法:
进入可编辑模式。
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缩小右侧阻值使得两边不对称
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可以看到变为负温度系数,说明正温度系数太小
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如前所述,在R0上产生VBE1-VBE2=ΔVBE=VTln(N),是正温度系数;因为Vref=VBE1+ΔVBE/R0*R2,为了增大正温度系数,需要增大R2。我们也可以看到所用电阻组是一对并联电阻和一个电阻的串联,这一对并联电阻用于精确调整个电阻组的阻值(小数位)
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