如圖2.2(a)是兩種常見的bg結(jié)構(gòu),對于這兩個bg模塊的輸出電壓誤差來源:
- 60%來自于運放的offset
- 30%來自于prosess
- 10%來自于mismatch(對于2.2(a)是R1和R2、2.2(b)指的是M1和M2)
以上為其電路設(shè)計師的經(jīng)驗數(shù)據(jù),僅供參考。
EA的offset是影響bg誤差的主要因素,本文只計算EA的offset對bg的影響
對于圖 2.2(a)(忽略失調(diào)電壓給兩個三極管造成的電流誤差)
假設(shè) VBE 的溫度系數(shù)絕對值是 VT 溫度系數(shù)的 K 倍,也就是
式2.9就可以表示成:
對于圖 2.2(b)(忽略M1和M2電流鏡的電流誤差)
根據(jù)2.13和式2.11,可以得到結(jié)論(實際上是片面結(jié)論):
同樣的EAoffset,對bg的輸出電壓影響一樣(實際上是錯誤的)
下面來分析并通過仿真證明錯誤的
由于本系列文章沒有分析bg的工作原理所以在這里補充(如有需要歡迎留 言):
bandgap電路的兩個主要前提條件是
- 兩個pnp的電流完全相同
- 運放的輸入兩點也就是(a)圖的A點和B點電壓完全相同
對于(a)(b)兩幅圖
如果不考慮每路電流的失配, 運放失調(diào)電壓的影響對于以上兩種拓撲結(jié)構(gòu)的影響是一樣的,如果考慮電流失配呢?直觀感受是 (a)圖的運放除了運放的角色,還擔(dān)任電流鏡的角色,所以(a)圖的運放失配還會影響 BG 的溫度曲線。
仿真電路以及仿真結(jié)果:
在沒有手動加入失調(diào)電壓Vos的時候,設(shè)置好兩幅圖的其他工作條件相同(工作點、系統(tǒng)誤差、pnp個數(shù)以及比例、并設(shè)置好電阻比例)
圖(a)
仿真結(jié)果
如果不考慮電流的失配,兩種結(jié)構(gòu)運放的 Vos 對 bgv 的影響一樣,已經(jīng)通過計算證明。但要考慮圖 2.2(a)Vos 引起的電流失配, Vos 還會影響 bgv 的溫度曲線,如圖2.3 紅色的曲線,可知 2.2(a) Vos 對的 bgv 的影響較大,也會改變 bg 的溫度曲線。
失調(diào)電壓結(jié)論 :
圖 2.2(b) Vos 只對 bgv 的值有影響,沒有影響 bgv 的溫度曲線的形狀,圖 2.2(b), 不僅對 bgv 的值有影響,也影響了 bgv 的溫度曲線形狀。
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