Bandgap 如何做到好的line regulation?

ljh

大家好:
, w; F& c& A9 m* E! _' g" R9 S4 Z5 R     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
% `; J' n* Y3 Z# y. ]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
& Q; M. t0 N. W* {* kmirror 有用cascode去實現, 依然不是很理想, 不知大大有何高見~
船長
4 T6 i" q9 l) l* |* x$ d/ [

以下是 bandgap voltage reference 的相關討論:
5 A" A% u" m. a+ N8 S! d. N  Q7 Ybandgap voltage reference?
bandgap voltage reference?
/ P5 Z: q9 l# H: h8 t關於CMOS的正負Tc
如何在CMOS process 中做好溫度感應器?
請問有關 bandgap 內 op的 spec ....
/ O3 [  `  [- s, b: V6 ]- P2 A( ~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
) t& y  G( F& m; ?* `- ~

: w/ @9 Z' N+ d) s$ `3 k: s
[ 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..
. u( r" k6 B, S+ ~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...

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
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
6 A' B4 V3 b# Z$ f( h8 X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

# W0 ~% b& M. c- y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
. s  k' h. r( x' ], J
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
5 c2 p: \1 H9 E" V2 K
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
' R, @( h" a+ q
我还有个问题想请教一下 在&#3 ...

1 Q" |0 [. b  k; S- h( n
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
# K9 E8 r" K  x) D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
6 p  ~0 W9 x% J, U: o
- W; X( T0 X* }- n- Y$ t我还有个问题想请教一下 在&#3 ...

1 Y5 j1 L: `! a* s- \! }
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。
% g8 n5 l3 ^7 _, O# ^' x) t: h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。
$ d, x5 [7 d) C$ [2 e% J3 j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
- k7 U8 W2 a2 x% K. {2 z感謝啊，很好的觀念

niko0417

原帖由 ljh 於 2007-7-25 06:01 PM 發表
0 j3 j8 V: ]  x- F) j' @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.

9 @0 Y  F7 V/ x6 _
, S! p5 \0 _  y& V8 m2 c# X* `5 J" h請問一下，1.2uA這個spec是over entire operating voltage嗎？感覺好猛。
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，
; f. e( T/ e' r* M8 k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。
0 q1 c- g# ]6 f" k1 w, f6 d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。
7 d  E- Y: b  G+ I/ z( W2.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。
/ o4 Y' N8 ~% |$ i; s4 @, i附件是我看到的Pre-regulator:
, x; r; r7 d( p2 `