Bandgap 如何做到好的line regulation?

ljh

大家好:
     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
- H# l& D! S0 E# G: D1 I0 p5 N# b" I8 qmirror 有用cascode去實現, 依然不是很理想, 不知大大有何高見~
船長
* [$ ]: d: F- w$ ^- u/ v8 w

以下是 bandgap voltage reference 的相關討論:
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$ G& h. ]: g, D" d( w  r% u關於CMOS的正負Tc
- j. X2 q5 n0 i6 h如何在CMOS process 中做好溫度感應器?
4 {0 X7 Q5 R: M$ j8 f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
) O3 u- }; n' R7 ~


[ 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...
; U; V. C! l8 P. U. }( {6 F! b
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
4 a6 c- B3 d/ e: Q( T我前陣子有作一個2.2V ~ 12V的LDO電路
+ _8 C3 m5 X0 T; I& y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
& B0 U  h  H0 n) F0 f; d+ u, ^" e
" }1 J$ Z) C) A+ r" j  {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

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
( D3 h) P7 [; [' q7 @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~
0 g" s/ E# I) ?9 N& J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

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
1 @# o- ]2 T% ~- d) S
- l9 m# {! G* ^6 ]* l" B& b: V我还有个问题想请教一下 在&#3 ...

) q9 B. q1 c0 s$ [# Y
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 Y% b* L* ~6 n& ^) S1 w4 G% b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
0 V+ @' s3 A: y3 }) ^# `2 J* G  X1 c7 |
我还有个问题想请教一下 在&#3 ...

+ K7 n9 D: }- ~+ R
- d) {' v* z. C- y$ ~  c% G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。
2 k% V$ E9 T. Q" S- V; b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。
$ x/ ]/ |" Q( w- b/ ]  S8 K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
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.

4 T+ }/ n4 Q) Q; l$ M' S
7 ~& Z3 ?% W  o/ {$ x請問一下，1.2uA這個spec是over entire operating voltage嗎？感覺好猛。
% {0 w7 Y$ C) h* ^+ h$ o% \: s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??
7 V; l/ P5 c! f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。
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。
& s9 R( w5 Z& [" b0 N  Y附件是我看到的Pre-regulator: