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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.
7 a6 S) w5 E6 i) w% Q& g要使用何種方法?才可以使 bandgap voltage reference 使用的 trim pad 最少?# G, V$ {, l( Y6 v) x: V
要注意哪一些的製程變異才可以有比較準確的情形!
# X) P+ V2 p% t. u是否有不需要 trimming 的 bandgap voltage reference?
9 c! c# K3 V- V, o9 |! m# |: a* G/ j$ ?% W3 g0 |+ p2 ]0 Z
以下是 bandgap voltage reference 的相關討論:# k* ^% E4 q& F6 E
bandgap voltage reference? - Z) N, F4 F4 o; O
關於CMOS的正負Tc + D8 Y1 p6 w6 w) R9 D4 e- y
如何在CMOS process 中做好溫度感應器? 5 q; m6 W- u$ f1 m9 k
Bandgap 如何做到好的line regulation?
9 T8 J& b) U' P" `' j1 T- Y請問有關 bandgap 內 op的 spec ....
, Q4 h% P4 B0 Abandgap的模擬問題 (單N,PMOS組成)
% a- p3 U; l' s- c0 vBandgapDC扫描温度特性时,不能正常工作
( p. Q- }/ p# r" k8 b% J% E4 ?
( C8 D) |. u' D; S
; Z$ c, E* i, g. k
[ 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5 A, g& D5 s; s
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- K  Y  P9 ^' S2 X$ ]3 J
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9 }+ v( D# y, V# [: ]' j
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0 N4 y! D: \/ E% `6 ?/ x9 {$ M% ?
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
/ |* Z1 Q9 M$ N7 |" C9 s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# U2 W6 t1 t/ a* B4 H2 T
gain=1時相位不能低於-180度) R! t2 Q" I( g5 Z; Y: O* S  H& V
這是用波德圖去看6 P- {2 K) ]- r5 p/ ]" i% W
若是直觀分析 則是正回授的gain不能大負回授的gain
! i7 Z3 h) j! [& x) P以這個圖來講
. k  V$ M1 {$ j6 b) W/ p正回授: (op gain)*(M0的gm)*{(M0的ro)//[R4+1/(Q0等效gm)]//(R1+R0)}*[R0/(R0+R1)]
* d' R1 R4 |& S8 t+ t7 ]負回授: (op gain)*(M1的gm)*{(M1的ro)//[1/(Q1等效gm)      ]//(R2+R3)}*[R2/(R2+R3)]
1 z6 Q9 z5 k" G2 D1 j- r3 y0 C所以我們令R0+R1=R2+R3, M0=M1, ro為無限大, 可以再化簡一下
) C2 u. q/ n) L8 }這是我的推導   
0 ]# u" j0 Z, }8 `& c* p' @如果有錯請更正
4 }9 {+ B- }7 k6 h$ B
4 \% l) u/ r; |9 U+ q- z. {[ 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。( H: O: D* S7 K( B% L) T- R
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,
4 R4 ]/ A! s, ^' Y/ R" g# X  f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。$ v0 P" J  x- c* H
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
8 o" J# \4 n& j( O8 {; h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
' U0 ~8 v4 ~, v5 T+ y5 u' R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
- d! B1 K, n  N" v; N2 foutput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
; ~$ `) I) }6 f+ a然後再用.ac分析; Y5 M6 M, o# o! ]  M6 e& H
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 M5 H. B2 ?: l0 o3 v8 T
把它存回去 詳細指令可以參考一下mannual 1 b5 d, s6 t9 @1 O9 W( {
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 
1 J+ L" r, }- s% k- N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 
0 M0 Y' ^, w- x9 M. E! Y! P) t! t不過既然提出這問題 不妨可以試看看這樣ac分析對不對0 F0 [* B) k) r$ t  Q# k1 G4 W
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
. k& O/ t" ~4 J3 A2 W) J1 l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 ?# O" {4 y: t  Z1 l2 X- i7 B4 H
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  0 o* }& |) N) C2 k2 j5 n/ a
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...
: \$ l) s. E3 E* o1 ]* r
9 V: `  r& Q- i, {" ?3 v! D# i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.
' ^" F) n) s/ T% d/ W  z5 _# d& U1 _5 W$ H
They are multiple factors that you need to consider8 P' f( R/ t" J3 t4 z
(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.
, m6 @2 r2 H1 b5 a* f, J0 M( C: \(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
! f$ B* U* J. `1 |- p/ `(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 `; Y+ t. ]8 }5 c! {0 l(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
; H5 h1 \" A, K% P. `/ t(5) On top of all these, your trimming range should also cover the TC, second order effect0 w4 |. J: D  g$ K( Y
will show up across temperature( I; `" h% ]+ J% l$ ?, o
1 s/ |- E/ @' `# i5 ?7 W
then you decide your trimming range and PAD needed.: S9 L& E! N! R( {$ h

3 D1 C% o, M0 p4 c  ~+ iHopefully 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.
( `# J; J9 `) H/ J2 ?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
% z7 ]/ P/ {; h$ g3 t; ?& Z# E
9 D* z1 V# Q+ M1 t  C; [- ~這是 定電流 bandgap
, c- D0 R2 J* J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?
: |9 G' D% {- X0 k0 oPTAT.0 {9 J, A7 k) M  K0 Z
If you use this reference voltage in your IC,what will you get?
) ^9 o( ?# f/ {  n
; G; U  D" j8 Q5 a( Q[ 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 ?
, s2 N9 i0 q' \# E3 L1 p+ q" s0 Y
! X+ U- T1 a$ F# e3 Qi 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.2 C- @6 I4 P% o$ a, a+ c
My mistake.; N+ [* l& r' ]4 Z- I6 ^! D
This one comes from Razavi's book.+ h" n& m% S: {) L8 \# b0 e% X- u$ h

( q, K  p7 C, m[ 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?6 s; [+ H/ l- Q* K9 C
And how will this bandgap start up?) D' _" k2 W4 z8 T7 }
! Q4 L0 q/ n! \
[ 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,5 w: n  `( T6 x2 p% s  M% Y
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 6 D* @" j  \( C$ @
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7 K5 y+ j) H& g* I& P3 |: ]  a
gain=1時相位不能低於-180度
5 x0 {- K9 S. g, R! `% M, }這是用波德圖去看! Y5 ~. r- R' P$ P7 J
若是直觀分析 則是正回授的gain不能大負回授的gain
. C  U: \1 S5 L7 D- f1 F" Y% H; N1 @以這個圖來講9 M3 A" W6 `" _8 Q! A
正回授: (op g ...
" f& A( R1 |! w1 y5 `3 X) G
/ r8 L9 `5 x3 q$ Q
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 ~
2 s  q! U% {2 F/ h, q) O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 5 f; X! Z; A# W

$ _6 B- l* f- V
1 F* r; W  [9 k    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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