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本文在基于传统带隙电压基准源原理的基础上，采用电流反馈、一级温度补偿等技术，同时在电路中加入启动电路，设计了一个高精度、输出可调的带隙基准电压源，并在SMIC 0.25μmCMOS工艺条件下对电路进行了模拟和仿真。
1 带隙基准电压源工作原理与传统结构
带隙基准电压源的原理就是利用PN结电压的负温度系数和不同电流密度下两个PN结电压差的正温度系数电压VT相互补偿，使输出电压达到很低的温度漂移。
1.1 带隙基准电压源工作原理
图1为温度对二极管伏安特性的影响。
可以看出，温度升高，保持二极管正向电流不变时所需正向偏压减小，温度系数为：-1.9 mV／℃～2.5 mV／℃。
PN结电流与外加电压的关系为：
图2(a)为带隙电压基准源的原理示意图。
结压降VBE在室温下温度系数约-2.0 mV／K，而热电压VT(VT=k0T／q)，在室温下的温度系数为0.085 mV／K，将VT乘以常数k并与KBE相加，可得到输出电压Vref为：
将式(1)对温度T进行一次微分，并在室温下等于0(输出电压在室温下的理论温度系数等于0)，解得常数k，即
1.2 传统带隙基准电压源结构
图2(b)是传统的CMOS带隙电压基准源电路，图中运算放大器的作用是使电路处于深度负反馈状态，从而让运算放大器两输入端电压相等。
在电路稳定输出时：
由式(3)、式(4)得：
式中：k为常数，
由于实际的运算放大器存在一定的失调电压VOS，所以实际输出电压为：
由式(7)可得，运算放大器的失调电压会导致比较大的基准输出电压误差。运算放大器的失调电压VOS包括自身的失调、电源电压变化引起的失调、工艺不匹配引起的失调及温度引起的失调，其中自身的失调占主要作用，所以在大多数带隙基准源电路中，一般采用两级高增益运算放大器作为反馈运放，以降低失调电压。传统带隙基准电压源结构虽然能输出比较精确的电压，但是所得到的精度有限，而且其基准电压范围有限(1.25 V左右)，要想克服上述问题和限制，必须对传统基准源的结构有所改进。
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