Bandgap 如何做到好的line regulation?

ljh

大家好:
. Z- C6 l: ?5 y6 l" V( `  ?     目前在做一個Bandgap, Line regulation必須相當的高, 製程用到高壓32V, 用的方法是IPTAT的
方式的BG, 然而下線出來之後, line regulation 5V~32V約70mV, spec為20mv, 實在不知如何解, current
. D- [+ ^7 Y2 ~& e4 G6 F, m9 ^& @mirror 有用cascode去實現, 依然不是很理想, 不知大大有何高見~
) k  B2 Q2 G: I, p4 l7 s船長
2 X5 [. d# t- u* B6 \

以下是 bandgap voltage reference 的相關討論:
bandgap voltage reference?
1 I( {$ [+ r# W1 N) n- M0 S3 gbandgap voltage reference?
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1 T) [$ y( F- t5 z/ ]3 x! I3 q請問有關 bandgap 內 op的 spec ....
# P* j+ y7 E8 m# }7 Y3 o6 bbandgap的模擬問題 (單N,PMOS組成)
& ~/ f: J9 B+ p7 V4 p, N0 zBandgapDC扫描温度特性时,不能正常工作


( h$ E; u9 \( ], G
[ 本帖最後由 sjhor 於 2008-7-4 09:48 AM 編輯 ]

skyboy

沒有在這麼高壓的環境做過..
不過之前去上課時講師有提到一般會使用 pre-regulator 的方式來做為 BG 的 power...

1 R7 q$ B2 E# Y% c或者您已經這樣做了仍無法 meet spec??

finster

我沒有作到那麼大power range的Bandgap voltage
我前陣子有作一個2.2V ~ 12V的LDO電路
9 }  I0 v( @5 l& G$ x原本也是打算讓Bandgap voltage的工作範圍是從2.2V ~ 12V,但,考量到corner issue
所以後來改採內部作個internal regulator,亦即將2.2V ~ 12V的power supply透過內部的internal regulator成2.2V ~ 4V的工作電壓,如此一來bandgap voltage的工作範圍就從2.2V ~ 12V變成只有2.2V ~ 4V的電壓範圍
再來,再維持好的bandgap voltage
9 A* U3 j, O8 j1 f9 G) c9 i& p
( T4 ~6 l& y' A2 K8 j' C+ I我個人的建議是將bandgap voltage的op的gain值調到最高
以我這個case來說,bandap voltage的工作電壓從2.2V ~ 5V, 在TT/FF/SS且溫度從-25~150各種情況下,bandgap voltge大概只有7~8mV,我作的這顆bandgap OP的gain值大概在70~90dB左右,在我的觀察裡,OP的gain值愈高,愈能夠縮小bandgap voltage range,不過,缺點就是犠牲了bandwidth,而這就變成一個trade off的考量點
) w6 v- C1 S- x' ^  F
& z6 E$ W. B; \* l- l3 {以你目前所遇到的情況來看,想讓bangap工作在5V ~ 32V應不是問題,但,如何確保OP Amp在5V ~ 32V均有非常高的gain值就變成幾近不可能的任務,我自己在作2.2V ~ 12V的OP時,低電壓部份的gain值都只有30幾db,一直要高到某個程度電壓才有辦法讓OP高到80db
所以,建議你先用一個pre-regulator來讓電壓往下降,如此一來bandgap voltage才有辦法達到你要的spec,不然你就真的只有碰碰運氣看能不能調出最佳化的電路出來

ljh

感謝大大的建議,這個想法我有想過然而spec的電流是相當小的, 1.2uA所以用pre-regulator的方式沒有辦法行的通,
還是有大大覺得行的通的可以指點一下,我覺得pre-regulator需用電流值應會超過才是.

sean_huang

james7232

各位大大的建議剛好是我所需要的~
  e- X4 g2 n4 }$ v7 M謝謝~

anita66

這問題也困擾我很久了, 感謝各位大大無私分享, 3Q~

bysrobin

我最近也遇到这个问题 需要做一个能在2.5-16V工作的bandgap,要低压高压都Work且低功耗真的有难度
% \! h) o' p5 q2 e9 |5 ~: i
8 ~) z% [) ]# ~" f我还有个问题想请教一下 在这么宽的电压范围内各位的启动电路如何设计的，因为我的启动电路在高压时消耗很大的电流

151466528

原帖由 bysrobin 於 2009-8-12 11:03 AM 發表
( {4 ~% u9 N8 V7 i/ w( R我最近也遇到这个问题 需要做一个能在2.5-16V工作的bandgap,要低压高压都Work且低功耗真的有难度

  P. X$ _! o4 A! n5 m我还有个问题想请教一下 在&#3 ...

0 G! b; ~( J: G- J. K* ^) L: {
) A5 w. H9 z5 c- ]可否设计几个不同开启电压的启动电路,然后开启后通过一总开关来关闭所有启动电路

lynker

原帖由 bysrobin 於 2009-8-12 11:03 AM 發表
+ ?4 U4 k9 V% Y/ N! f我最近也遇到这个问题 需要做一个能在2.5-16V工作的bandgap,要低压高压都Work且低功耗真的有难度
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我还有个问题想请教一下 在&#3 ...

前段时间做4V的LDO，电压范围4V~20V，对line regulation的要求比较高。搞了好久也没结果，后来发现是bandgap的line regulation有问题。
于是有了如下设想，用LDO的输出为bandgap供电，这样bandgap的供电会一直维持在4V，bandgap的line regulation便可以保证，于是LDO的line regulation就能得到保证。
电源上电后，先提供一个近似的Vref让LDO的输出维持在4V附近。这样LDO的输出会为bandgap供电，当bandgap启动后再将bandgap产生的Vref切换给LDO做准确的参考电压。
这样一来bandgap的供电便不随电源变动，LDO的line regulation也可以得到提高。

momoycyc

目前小弟正在做一個2V~3.8V的bandgap
- h6 _1 [6 i; }$ _: a感謝啊，很好的觀念

niko0417

原帖由 ljh 於 2007-7-25 06:01 PM 發表
6 O; k; l1 l  Z4 w感謝大大的建議,這個想法我有想過然而spec的電流是相當小的, 1.2uA所以用pre-regulator的方式沒有辦法行的通,
還是有大大覺得行的通的可以指點一下,我覺得pre-regulator需用電流值應會超過才是.

5 c% N7 S) s1 B9 z請問一下，1.2uA這個spec是over entire operating voltage嗎？感覺好猛。
- Z+ V8 g! j( U/ t8 P9 F0 O如果可以分段做也許機會高些。

aleck

嗯~~~又學到一些新的知識了~~
感恩啊 ~~~~

seanyang1337

1.2uA這個spec~~真的有點過頭喔~~借問一下用點幾的製程阿??
你的MOS大部分應該在subthreshold region吧，那面積一定不小喔。

c3a1t039

我的都在135uA，做到1.2uA真的利害了。

c3a1t039

我現在也是在做6-27的Bandgap電路，為了給LDO有一個參考電壓，但是做完整個電路去模擬line regulation發現，當高電壓下降到低電壓時，Vref(Bandgap輸出)會幾乎降到零，要等一段時間後才會穩定，
因此我在尋找解決Bandgap的line ragulation問題。
" I! y1 C' X' l6 v  l5 R1.因為我的電壓範圍很大，因此我在設計Bandgap的OP上將MOS的Length調到最高，使Vref的變動很小。
但是這讓我模擬VDD 20V降到6V 或是 27V降到6V，我的Vref並不會很快的穩定，因此我又將Length直條到1u，後Vref會很快達到穩定，但是Vref的變動卻有0.2V以上，想請問我是不是也是如上面所說的讓Bandgap的VDD讓Pre-regulator提供。
2.Pre-regulator的電路我要怎麼選擇，我目前找到的三種，其中最簡易的適用於UVLO電路(大約10個CMOS)，但是也看過其他的電路，需用到BJT和CMOS的組合，所以我再請問有沒有人有做過Pre-regulator for Bandgap的架構可以提供參考。
8 K$ B- U+ e% n' X附件是我看到的Pre-regulator:
+ U7 n$ e, I( Q4 u# V4 T
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