带隙式基准电压源（带隙基准电压源的发展历史）
本文目录一览：
带隙基准的介绍
1、带隙基准（Bandgap Voltage Reference），通常简称Bandgap，是一种独特的电路设计。其核心原理是结合两个电压源，一个随温度上升而线性增加，另一个随温度下降而线性减小。这两个电压源的温度系数相互抵消，从而产生一个几乎不受温度影响的基准电压，大约为25V。
2、带隙基准利用一个电压，其值与温度成正比，与二极管的压降相加。这两个参数的温度系数恰好相互抵消，从而产生一个与温度无关的基准电压。这个名字来源于其基准电压与硅晶体的带隙电压相近，尽管实际上并非直接使用带隙电压本身。
3、最经典的带隙基准是利用一个与温度成正比的电压与一个与温度成反比的电压之和，二者温度系数相互抵消，实现与温度无关的电压基准，约为25V。因为其基准电压与硅的带隙电压差不多，因而称为带隙基准。实际上利用的不是带隙电压。现在有些Bandgap结构输出电压与带隙电压也不一致。
4、带隙基准电路是模拟MOS集成电路设计中的一项关键概念，旨在生成一个与温度无关的基准电压。这一专业术语“带隙”源自于产生零温度电压基准的关键公式：硅的带隙电压Eg/q、迁移率的温度指数m以及热电势Vt。
5、带隙基准作为电路设计中的重要模块，其核心在于从电路本身以及连续时间域对抗PVT变化的思路。设计起点通常围绕着一个基本结构，该结构涵盖了温度相关的电压、电流电压的叠加以及虚短的建立等关键概念。在探讨温度相关的电压时，重点放在了PN结的导通特性，以及如何通过恒定偏置电流获得PN结的温度系数。
6、带隙基准源（Bandgap Reference）是一种在精密电压参考中常用且精准的电路设计。其核心在于利用半导体或绝缘体的能隙，即导带最低点至价带最高点的能量差，形成一个参考电压，这个电压具有优异的温度稳定性，被广泛应用于高精度电压参考领域。
模拟IC设计原理图9:带隙基准电路
带隙基准电路是一种特殊的电压基准设计，其原理是通过抵消温度变化对电压的影响，实现温度稳定输出。要构建这种电路，关键在于找到温度系数为0的电压源。
图1 零温漂基准电压由带隙基准实现，输出为VBG。通过调整电路参数，如使用运算放大器和适当电阻值，可获得所需的参考电压。公式展示了不同条件下参考电压的计算。基于此原理，设计多电阻串联网络，可从不同点得到多个不同的电压，如图所示。
第3章概览ADE的仿真功能，包括直流、交流、瞬态、噪声、S参数仿真等，并介绍基本设置方法，通过实例加以说明。第4至9章分别探讨了运算放大器、低噪声放大器、射频功率放大器、混频器、带隙基准源、模-数转换器等电路单元的设计原理、性能参数、常见结构，并通过实例深入分析。
创始人是鲍勃？维德拉。鲍勃·维德拉（Robert J. Widlar ，November， 1937 – February 27， 1991），出生在俄亥俄州的克利夫兰市。他是早期硅谷最多产的电路设计师之一，他被人们铭记为“传奇的芯片设计师”，创立了 Widlar 电流源、Widlar 带隙电压基准和 Widlar 输出级。
第7，8章重点分析数字电路中的特殊逻辑结构和存储器，以及逻辑、二进制数学与处理；第9～12章分别介绍常用的模拟电路知识，包括电流源、放大器、带隙基准源、振荡器、锁相环、转换器、开关电容技术等；第13章介绍封装和测试的相关知识；最后，作者依据自己多年的设计经验对ASIC设计进行总结。
带隙基准电压源电路及其公式推导
带隙基准电压源电路的公式推导如下：假设带隙基准电压源电路由一个PN结和一个电流源Ibias组成。根据二极管的伏安特性，有如下公式：I = I_s * [exp（Vd / Vt） - 1]其中，I为二极管电流，I_s为饱和电流，Vd为二极管的两端电压，Vt为热电压，约为25mV。
带隙基准电压源中，基准电压为VRef=Eg/q=205V，那么基准电压VRef的温度系数恰好为零。式中的q为电子电荷，Eg为硅的禁带宽度2eV。
带隙基准电路是一种特殊的电压基准设计，其原理是通过抵消温度变化对电压的影响，实现温度稳定输出。要构建这种电路，关键在于找到温度系数为0的电压源。
带隙基准电压源的原理是利用半导体材料的带隙能量与温度之间的特定关系来生成一个与温度无关或具有极低温度系数的稳定电压。半导体材料的带隙能量是指价带顶和导带底之间的能量差，它决定了半导体材料的基本电学特性。
带隙基准电压源通常由以下几个关键部分构成：带隙电压产生器、放大器、反馈网络和偏置电路。带隙电压产生器利用半导体材料的带隙能量产生一个与温度无关的电压，这个电压是基准电压的源头。放大器用于将这个微弱的基准电压放大到所需的输出电平。
带隙基准电压源原理带隙基准电压源是一种电压源，它可以提供一个精确的、可靠的、稳定的电压输出。它的原理是，将一个可调电阻与一个固定电阻相连，形成一个电路，然后将一个电压源连接到电路的一端，另一端接地。由于可调电阻的电阻值可以调节，因此可以控制电路中的电流，从而控制电路中的电压。
带隙基准电压源原理是什么
带隙基准电路在电路设计中扮演着关键角色，尤其对于ADC、DAC和LDO等电路，它提供稳定的基准电压，确保信号转换和电源稳定。作者分享了自己尝试调整三种不同带隙基准电路的经历，希望得到专业意见。
基准电路的核心目标是创建一个不受电源波动和工艺影响，且具有明确温度特性的直流电压或电流源。在实际应用中，常见的温度特性包括：1） 与绝对温度成正比的特性；2） 晶体管跨导保持恒定的常数Gm特性；3） 完全不受温度影响的特性。
Bandgap voltage reference，常常有人简单地称它为Bandgap。最经典的带隙基准是利用一个与温度成正比的电压与一个与温度成反比的电压之和，二者温度系数相互抵消，实现与温度无关的电压基准，约为25V。
而功耗则是衡量电路在正常工作状态下消耗电流的重要指标。综上所述，带隙基准电路是模拟MOS集成电路设计中不可或缺的一部分，通过精确的电路设计与参数优化，能够实现高精度、温度稳定、功耗低的基准电压输出，满足各种模拟电路和应用的需求。
