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[問題求助] bandgap voltage reference?

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發表於 2007-10-18 09:29:06 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
bandgap voltage reference 在實際上都需要做 trimming.0 s$ q8 ^% j, W/ p' P
要使用何種方法?才可以使 bandgap voltage reference 使用的 trim pad 最少?$ P6 X% R4 u5 {
要注意哪一些的製程變異才可以有比較準確的情形!
# e) v1 }, A5 W是否有不需要 trimming 的 bandgap voltage reference?
1 A4 Z& a3 P2 _( ~" L
  l: ~9 J/ z; q$ K以下是 bandgap voltage reference 的相關討論:
) E% R5 Z9 o- R  Kbandgap voltage reference?
8 F$ f+ i4 }4 |2 M( u關於CMOS的正負Tc 3 R5 P) b1 y6 _# n
如何在CMOS process 中做好溫度感應器?
1 E' U* M3 U9 M5 bBandgap 如何做到好的line regulation?
" b  _7 N) P# g$ W( m請問有關 bandgap 內 op的 spec ....
, L7 H+ E6 l- |( E4 ?& ebandgap的模擬問題 (單N,PMOS組成)
* M, C8 c5 j; z& d2 v/ Y$ XBandgapDC扫描温度特性时,不能正常工作 2 o/ F7 ~- Q& D8 f4 B2 m7 N

) g" U9 L% X7 a  E! H

9 A* a7 A" R' X4 w0 d0 E' s) f- u6 [6 |$ I1 B& @$ I6 N
[ 本帖最後由 sjhor 於 2008-7-4 09:46 AM 編輯 ]
發表於 2007-10-19 02:15:31 | 顯示全部樓層
我以前作過Bandgap reference circuit,所以提出一些個人的看法
  i* T2 p+ }$ @  [Bandgap reference circuit需不需要作trimming,其實,只要process的穩定度夠,SPICE model夠準,電路的simulation夠週研的話,其實是不用作trimming的* y" q6 l' O# O* J2 |# w- S$ l! A
我以前曾用UMC 0.18um作Bandgap reference circuit,沒有作trimming,但有留一些option以備process的變動,結果量測出來的IC在TT/FF/SS三種corner中,實際量測出來的Bandgap voltage都相當地穩,而且,我們還特地作thermal量測,從-30度一直變化到150度,結果Bandgap voltage在TT/FF/SS也只有3%的變化量而以
* z0 E: n( E6 g* f3 j: `$ h但,同樣的架構,換成MXIC 0.5um,結果在TT的實際IC量測中,Bandgap voltage的變化量高達20%-30%,而且die-to-die還是隨機變化,根本無法用trimming來補回來
* C/ }9 I9 Z- s. f( G( W' P所以,process夠不夠穩定是一個很重要的因素,若技術不好,那就要有相當的心裡準備9 a+ o+ E- x$ _7 G
另外,一般作trimming是從電阻著手,作法是多畫一些備用電阻來作trimming,從1.25V Bandgap voltage為基準,然後往上下各可調5%-10%的變化量(看各人對於process的考量而定)

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fea7777777 + 2 很實用的回答!!
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發表於 2007-10-20 00:57:22 | 顯示全部樓層

hi, 如何测试整个bandgap电路的环路稳定性啊?

典型的bandgap电路如图所示,我想得到整个电路的DC Gain, phase margin等,如何用仿真的方法测试出来?多谢。

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x
發表於 2007-10-20 12:55:29 | 顯示全部樓層
迴路從OP負端輸入打開 在上面灌ac input 然後再看電阻回授分壓點的波德圖就可以了( K/ k2 f. @! N) X! V
gain=1時相位不能低於-180度
3 l; n7 N0 \6 |這是用波德圖去看3 ]# J7 w$ j9 v+ a7 `
若是直觀分析 則是正回授的gain不能大負回授的gain0 ^; A4 Y* ]9 ]. x" T4 D+ m% m
以這個圖來講
8 T  I. c: [* ?1 v: c  U* M正回授: (op gain)*(M0的gm)*{(M0的ro)//[R4+1/(Q0等效gm)]//(R1+R0)}*[R0/(R0+R1)]$ H- R8 O' F$ o- X4 f4 a0 W' Y
負回授: (op gain)*(M1的gm)*{(M1的ro)//[1/(Q1等效gm)      ]//(R2+R3)}*[R2/(R2+R3)]: N, ]1 `/ r1 ~' @8 f/ |
所以我們令R0+R1=R2+R3, M0=M1, ro為無限大, 可以再化簡一下6 Q; L& q, p6 P- G
這是我的推導   
2 G! n/ t9 J. L" z5 ^) [如果有錯請更正
& ^6 O# G# h, y$ e- z6 ~8 A) G7 t1 W2 ?; |7 H
[ 本帖最後由 monkeybad 於 2007-10-20 01:18 PM 編輯 ]
發表於 2007-10-20 14:16:14 | 顯示全部樓層
多谢, 你的推导很正确。0 @- [$ |, l' [; r) D) i! }
怎么从OP负端断开是不是同时要保证电路的直流工作点不受影响呢, 那怎么连接方法,
& R$ l. X' ?) \+ e2 v  `( L整个电路上有正回授负回授两个环路, 电阻回授分压点是指R2和R3的中间那一点, 还是R1和R0中间的那一点, 如果从OP的负端加入AC信号的话, 电阻分压点是R2和R3中间的那点, 不是就测试了负回授的bode图吗。
$ j; U/ @, z5 i! Z能指点一下具体的操作吗。 多谢。
發表於 2007-10-21 01:50:40 | 顯示全部樓層
打開迴路前 我們要確保打開前打開後各個電路節點的DC偏壓都一樣
$ A0 u- h- y, S先跑DC或是.op算出OP負端的電壓多少 到時候再用這個電壓當作DC偏壓
! X% ^( H* r0 b5 G所以這個點就輸入 Vin(隨意自己取的) xxx(op負端輸入節點) 0 DC電壓值 ac=1/ G# C& @; `5 S% O; T
output量的是R2 R3的分壓點 可以下.ic V(分壓點)=DC電壓值 把它固定起來* t: Y- m7 Z0 H0 b; Q, S$ [
然後再用.ac分析. N- l: ]" c, f6 c, d" i7 ~7 k$ e1 O
或是可以下.save這個指令 先把每個節點電壓先存起來 然後再下.load指令
0 J& d$ F. Q' d7 q8 i8 F把它存回去 詳細指令可以參考一下mannual $ H6 Q- _9 L% ^) p5 ~5 T
我是把正回授電路當成是轉移函數的一部分 然後我只分析負回授 這樣應該是兩個都有分析到吧 " q+ n( e( E1 C% `+ c9 u
不過好像bandgap電路一般應該會穩定 至少我做的電路是穩定的 所以我也沒仔細去做ac分析 # f) n- `+ j+ f. ]$ Y: h' i9 w
不過既然提出這問題 不妨可以試看看這樣ac分析對不對' r7 o3 q- ~, v3 W$ s9 P; [* @
如果真的還是會振 而且已經確定正回授小於負回授 那可能是OP出問題3 q9 }) z+ r$ k, ?1 H/ U7 t4 {0 e
嘗試在OP output端加一些電容負載 把dominant pole往內推 讓系統變成one pole system4 v3 E# s3 t' x0 ], C/ d
以確保相位降低小於180 另外OP不要用two-stage的 用one-stage的就可以了  
3 O2 f  n, J6 s4 }, p3 U. B* H不然整個系統會變成3 pole system很難補償 dominant pole出現在op的output
發表於 2007-10-22 12:26:39 | 顯示全部樓層
段開後用 L 與 C 接回去 模擬 封閉迴路的 AC GAIN 與 PHASE...0 A4 s" |. M* j' @
8 Y* c! w/ \# A. b5 U. c. m( ^
請看 ALLEN

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發表於 2007-10-27 16:36:19 | 顯示全部樓層

Reply for mt7344

I would like to reply to our friend mt7344.
5 }6 n+ L6 o9 y9 E, i- f' R$ o1 T
2 t  m* V5 K; K5 o. n+ wThey are multiple factors that you need to consider
$ [, D% P2 ~5 j: J) N(1) your requirement of Bandgap accuracy. Is it a 1% or a 10% bandgap? This actually depends on how you are going to use the Bandgap reference.
4 B0 D+ }( \7 }4 v: _& A(2) Process variations would be another factor, this is what out of our control. You can "Monte-Carlo" your circuit across the Vcc and process corners to determine your trimming ranges
9 g/ L% u) e1 }+ G(3) What you should control are the circuit components matching. Say the circuit posted by Mr Leonken01, matching of Q0, Q1; M0, M1, M2 and all the R are extremely important.5 @' W2 R) K2 s! a! l/ M
(4) Circuit structure also important, as the circuit mention above, it would be tough to match the current legs of M0, M1 and M2. Unless you need the low voltage Bandgap, I would not recommend this circuit
, q0 H/ c+ u2 ~(5) On top of all these, your trimming range should also cover the TC, second order effect
& w  |6 k' _( Ewill show up across temperature; t3 h) P8 U' d: K

% ]) l; z+ M+ G8 a. {! `3 ithen you decide your trimming range and PAD needed." Q& t; C, l( a
3 k5 q$ i. i; ?8 o8 M0 B
Hopefully these help.

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發表於 2007-11-11 14:20:05 | 顯示全部樓層

这个电路是 BANDGAP 吗?

各位都有发表高见. 我看这个电路不是BANDGAP. 应该叫PTAT 电压.
' V; M+ \1 C* t4 H& r' T6 t( L请版主,版副指点.
發表於 2007-11-13 09:14:45 | 顯示全部樓層
這丁丁級問題 不用版主費心
" _3 x$ H) L1 ^2 y" }) B
: \1 j% c5 Q/ _6 Q* s" H這是 定電流 bandgap
1 i, k. b3 {5 l3 f' V可產生低 1.25V vref
發表於 2007-11-13 10:58:07 | 顯示全部樓層

回復 10# 的帖子

what's the volage over temperature?" p, k7 V- ^8 z# H: n; [/ Y
PTAT.
, H& n2 J: d# F/ I/ t$ w9 \If you use this reference voltage in your IC,what will you get?
4 O* q6 V/ x$ N" k! h6 P% ]2 g# b2 j6 Y0 I
[ 本帖最後由 happybull 於 2007-11-13 10:59 AM 編輯 ]
發表於 2007-11-13 12:29:10 | 顯示全部樓層
what is the voltage over temperature ?
% @) A# Y8 r2 O1 B2 ^3 U2 [! {7 X# [
i will get vref and current which independ on temp
發表於 2007-11-13 19:35:46 | 顯示全部樓層
Ooooooooooooh.- A9 _! g3 D9 s6 k
My mistake.
1 R3 @* ~8 u) X3 g' T/ w: n0 A; GThis one comes from Razavi's book.0 m2 F  C# D. ^7 l+ Y- ?' H& H

0 v. g( z" V% {- M4 ]) l% \[ 本帖最後由 happybull 於 2007-11-13 07:54 PM 編輯 ]
發表於 2007-11-13 19:55:25 | 顯示全部樓層
Anybody knows how to choose R0,1,2,3,4,5 to get a bandgap?
& _. Q- J. k: R  \0 B0 }And how will this bandgap start up?
) p- K3 ]' g4 l% m9 r
1 Y2 ]' u$ b+ o, F& `' s: P[ 本帖最後由 happybull 於 2007-11-13 07:56 PM 編輯 ]
發表於 2008-3-29 19:37:40 | 顯示全部樓層
This Bandgap can generate a Vbg that is less than Vref=1.205V,R1=R3,R2=R0,R1+R2=R3+R0=R,* @* F- v; [. L  ~# Z* |
R/R4 should be around 11 or 12 as convention bandgap has output Vref=1.205V,than you will get output in this bandgap as Vbg=Vref*R5/R.If you have chance,you can see some papers,there are many paper s about this literature.
發表於 2008-7-6 10:57:16 | 顯示全部樓層

回復 9# 的帖子

從M0之路分析之,流過R1的電流為負溫度悉數電流,流過R4為正溫度悉數電流,兩者之和搆成0溫度悉數電源,鏡像到負載輸齣為零溫度悉數電壓。
發表於 2008-12-10 17:32:12 | 顯示全部樓層
原帖由 monkeybad 於 2007-10-20 12:55 PM 發表
2 G& N$ o- Y: p. @迴路從OP負端輸入打開 在上面灌ac input 然後再看電阻回授分壓點的波德圖就可以了
2 C6 V' G7 m. P& v( F: D  ?gain=1時相位不能低於-180度/ _0 s1 V% U+ r8 o0 k$ v8 G
這是用波德圖去看
) n5 I. ?, W) A8 w若是直觀分析 則是正回授的gain不能大負回授的gain" @2 X0 j- K7 B. F
以這個圖來講
4 F) v' w4 l2 ?; {+ H$ B正回授: (op g ...
/ Y6 y/ T% Y0 c& |) |6 q5 Z/ \

  G3 j& G. E" s" F5 y3 n我觉得这样算正负反馈系数不对吧,第一是反馈负载效应没考虑到,第二是计算中,如正反馈系数,怎么能直接认为 v+ - v_ = v+ 呢~ 这里v_ 并不是小信号地啊 ~4 L) P# x% d; g  x
疑惑~· 望高人解释下 吸血
發表於 2011-11-2 17:59:33 | 顯示全部樓層
回復 2# finster / f( p+ J, d! m; u& D- Z' `2 x- t* s
7 c+ B/ c- j/ u' |6 p! |& s' ^7 `
3 q( h8 `+ a: s3 ^- r
    感謝分享!!!很實用
發表於 2012-1-8 22:42:09 | 顯示全部樓層
感謝分享~~很實用的的文章~~
發表於 2012-4-18 17:45:09 | 顯示全部樓層
謝謝分享!很有用的資訊!
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