王旭 113163
一、设计指标深海贝类
VDD=3V~6V Vref =1.27V PPM<20ppm/℃
二、电路原理图
三、原理分析
1、核心思想：利用PTA T 电压和双极性晶体管发射结电压的不同的温度特性，获取一个与温度及电源电压无关的基准电压。 2、详细机理分析
带隙电压基准的基本原理：
=∂+∂⋅-
+V V βα0V V T ++∂⎛⎫
> ⎪∂⎝⎭
0V V T --∂⎛⎫< ⎪∂⎝⎭
动力电池模拟电源
α
β
∑
REF V V αβ+-
=⋅+⋅
基准电压表达式 ： 双极型晶体管，其集电极电流（IC ）与基极-发射极电压（VBE ）关系为： 其中， 利用此公式推导得出VBE 电压的温度系数为 其中， 是硅的带隙能量。
当 时
这个温度系数本身就与温度有关。
正温度系数的产生机理：如果两个同样的晶体管（IS1= IS2= IS ，IS 为双极型晶体管饱和
电流）偏置的集电极电流分别为nI0和I0，并忽略它们的基极电流，那么它们基极-发射极电压差值为
因此，VBE 的差值就表现出正温度系数
这个温度系数与温度本身、集电极电流都无关。
利用上面的正，负温度系数的电压，可以设计一个零温度系数的基准电压，有以下关系：
因为
因此令， 只要满足上式 ，便可得到零温度系数的VREF 。故有：
结合以上基本原理，现返回到最初选择的拓扑图，分别采用电流镜接法，M3、M4使得I1与I2电流相等，而M1与M2的电流镜接法又使得X 与Y 点的电位相等。
因而有： R I张紧轮>潜流带
n n
12T
I V VEB 2-VEB 1VR1==
=
REF V
V V
αβ+-
=⋅+⋅exp()
C S BE T I I V V =T V
kT q =(4)BE T g BE V m V E q V T T -+-∂=∂ 1.12g E eV =1.5m ≈-750BE V mV ≈300T K =1.5BE V T mV C ∂
∂≈-︒12
psasBE BE BE V V V ∆=-0012
ln ln ln T T T s s nI I V V V n I I =-=ln 0BE V k
n T q ∂∆=>∂(ln )
REF BE T V
V V n αβ=⨯+⨯1.5/BE V T mV C ∂∂≈-︒0.087/T V T mV C ∂∂≈︒1
α=(ln )(0.087/) 1.5/n mV C mV C
β⨯︒=︒(ln )17.2
n β⨯≈n
V R R V V T BE REF ln 1
23+=
当 时 V V
T
026.0=
电热暖水袋可推得 REF V =1.197V
3、调试分析
采用管子的宽长比如下图
暂且设置电阻R1=26K ,R2=230K ，晶体管1并联为7，晶体管2、3均设置为1. 初次运行结果如下图
750BE
V mV ≈300
T K =
由此可见随着温度的升高，参考电压在减小，说明正温度系数过小，应该正大电阻R2、R1的比值，进一步调试，将R2的值设为变量，扫描从230K到460K的最佳图形，运行得到下图：
由上图可知在R2=460K的时候参考电压变化较小，进一步缩小R2扫描范围，从400K到460K仿真得到下图：
经过PPM计算得到如下图的结果
