Bandgap 如何做到好的line regulation?

ljh

大家好:
/ y% B  ~5 w4 s) \     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
. ?& @7 o* Q8 h) i8 N) v: jmirror 有用cascode去實現, 依然不是很理想, 不知大大有何高見~
2 I$ Y- T. n7 ?0 e0 S船長
& j* k& F0 e1 e) {% o

$ }) u  }% D5 g) \" P以下是 bandgap voltage reference 的相關討論:
bandgap voltage reference?
0 O. @, L: t5 r1 Bbandgap voltage reference?
; H1 r7 [0 V  u3 R6 N關於CMOS的正負Tc
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' E4 S$ R6 O& s請問有關 bandgap 內 op的 spec ....
bandgap的模擬問題 (單N,PMOS組成)
BandgapDC扫描温度特性时,不能正常工作
+ q- |$ A) j$ f2 [# N
; s9 _  o% h9 m& b+ Y4 H

[ 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...

3 }+ J+ `1 a! {, p: p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
8 n. \* g8 b2 M5 m, X9 A9 G4 y我前陣子有作一個2.2V ~ 12V的LDO電路
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
5 f4 b! f2 @6 o' r  Y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
$ b, {' d  D2 x/ a- z/ {) z再來,再維持好的bandgap voltage

+ U; P# u% }! l0 x9 Y0 p我個人的建議是將bandgap voltage的op的gain值調到最高
5 V- X& Y1 R+ s- s9 |5 B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
# F6 Q8 G' m& ~0 e8 X
! R2 I, f  o2 M4 L2 P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
* j; L% j+ y. F& E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~
; J8 Y  e$ s1 }7 A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
( y& U+ L# y( {
* K& _1 z' {  \5 d/ M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
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" }- v2 N) _* u0 K
我还有个问题想请教一下 在&#3 ...

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
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

; @) O6 s0 E: a1 }: F9 k% s0 I0 M" ?我还有个问题想请教一下 在&#3 ...

2 |" ?" Q6 R, w9 I6 t/ K* p/ I
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。
" J( l, {3 r6 L8 x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
% M3 M" M, o' w感謝啊，很好的觀念

niko0417

原帖由 ljh 於 2007-7-25 06:01 PM 發表
( d$ K3 c) p& Z/ F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,
0 d" X- f# @# ?) x. j  o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.

請問一下，1.2uA這個spec是over entire operating voltage嗎？感覺好猛。
- y* j7 y7 R' J8 T# n& P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~~
- ]8 P- {. a5 p1 v% w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，
; E8 f% \; H; S5 a/ G4 e' e因此我在尋找解決Bandgap的line ragulation問題。
# H: w/ f; I" u# ]1 g1.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。
; W9 b) l/ V! X8 I# O2.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。
5 N1 K% O3 W+ O# t附件是我看到的Pre-regulator:
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