Bandgap 如何做到好的line regulation?

ljh

大家好:
% @5 {, z+ n/ V7 R6 X     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
; @+ S8 Q' q* e: [: ]. K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
mirror 有用cascode去實現, 依然不是很理想, 不知大大有何高見~
2 `' F0 ?  I* L# ~; ?( \船長
4 v: t. f' Y6 z- Q  Q5 M9 `" u: _
! E% a4 S! @' [3 v3 V
& F/ e) H, m& j. z) [2 Y* Y以下是 bandgap voltage reference 的相關討論:
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, U1 t9 B/ g' W5 ]% o$ {關於CMOS的正負Tc
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9 Q& {  A* q, p請問有關 bandgap 內 op的 spec ....
: q7 N7 o' V% C0 Abandgap的模擬問題 (單N,PMOS組成)
& T0 U8 q; }$ ~) Q! p, @# l& d$ ]BandgapDC扫描温度特性时,不能正常工作
! ~6 l+ D* r% E/ }8 h) K

: }5 G( r, B. Y  ?/ ]
[ 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..
7 d- [9 @  v) p" @/ h5 R5 V& c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...

& A7 h! ?5 [7 S/ e) I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
, f/ O3 M% N* y( {. t9 g我前陣子有作一個2.2V ~ 12V的LDO電路
2 ]8 i3 \* N$ h7 W* l. L# i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
) i' o1 {4 a2 |0 R$ u5 }% t9 b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

% W+ Q1 {! Q9 t我個人的建議是將bandgap voltage的op的gain值調到最高
2 L) [0 c$ Q  n4 e- r( j4 G, ~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

2 n6 {) a% t: q; j% l% r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~
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

/ B1 ?) m5 I1 N& \& G: Q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
0 ]6 j& h% e( ]5 Y1 }3 R6 h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
: c# ?# `+ y* M6 ^
$ {: N" k; \3 P. H4 o  C2 X我还有个问题想请教一下 在&#3 ...

7 _# K6 P: U; o9 x
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
; v# e: p8 \! ]+ s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

我还有个问题想请教一下 在&#3 ...

% |) x3 f( m! H9 t
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。
9 L& ~4 ^7 S" i1 a$ [( Y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
感謝啊，很好的觀念

niko0417

原帖由 ljh 於 2007-7-25 06:01 PM 發表
; m. o; u( k0 d+ s% o, R/ R3 Y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,
6 n! {& V1 d8 ?  m0 C$ N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.

- w/ Z4 {9 P& s% f! T) `8 ~. j
  I: u* R. X% o; I: u8 B) `請問一下，1.2uA這個spec是over entire operating voltage嗎？感覺好猛。
8 `# @  f# y5 K( Y+ `! ~# A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。
1.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。
, l; [1 y' n) z# E2 N1 G( w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。
附件是我看到的Pre-regulator:
9 u' w- b, h0 x8 u7 [+ G
) g, D. Z: T+ p
- ~% P  u- U, @4 D# p; V