基于LDO电压调整器的带隙基准电压源设计

张颖斐，姜生瑞，郭丽芳

（兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃兰州 730070）

0 引言

近年，便携式电子设备广泛应用，集成电路向着SOC的方向发展，这对电源管理芯片提出了更高的要求。其中，采用新技术的LDO(Low Dropout)电压调整器由于结构简单、噪声低，并且改善了传统电压调整器功耗高、压差大的缺点，在MP3、掌上电脑等便携式电子产品中成为最佳选择。

LDO 电压调整器典型结构主要包括：电压基准、误差放大器、反馈网络、输出调整管及辅助保护电路。

带隙基准电压源作为LDO中的关键模块，它的性能在很大程度上决定整个LDO的性能，如温漂系数、功耗、电源抑制比等。本文设计的带隙基准电压源具有较低的变化率、较小的温漂系数和较高的电源抑制比，其对抗电源变化和温度变化特性较好。

1 带隙基准电压源的基本原理

电压基准是模拟电路设计必不可少的一个单元模块，带隙基准电压源是为LDO 提供一个精确的参考电压，也是LDO 系统设计关键模块之一。带隙基准电压的基本原理是将两个具有相反温度系数(正温度系数和负温度系数)的电压(或电流)以合适的权重相加，最终产生一个具有零温度系数的电压(或电流)。

双极型晶体管是带隙基准电压源的核心结构的首选，因为双极型晶体管具下述两个特性：(1)双极型晶体管的基极-发射极电压(VBE)与绝对温度成反比；(2)不同的不同电流密度下，两个双极型晶体管的基极-发射极的差值（ΔVBE）与绝对温度成正比。

假设工作在不同电流密度下两个双极型晶体管(Q1、Q2)，它们的电流密度比为m∶1。……