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带隙基准原理与电路设计

更新时间：2026-04-25 08:11:17 大小：17K 上传用户：江岚查看TA发布的资源 标签：带隙基准 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

、概述

带隙基准（Band-Gap Reference，BGR）是一种在集成电路设计中广泛应用的电压基准源，其核心原理是利用半导体材料的带隙电压（通常约为1.25V）作为基准，通过电路设计实现对温度、电源电压等环境因素变化不敏感的稳定输出电压。BGR具有高精度、低温度系数、宽电源电压范围等特点，被广泛应用于模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）、电压调节器、传感器接口等集成电路中，为系统提供稳定的参考电压。

二、基本工作原理

（一）核心思想

BGR的基本原理是基于两种具有相反温度系数的电压的加权求和，从而实现总输出电压的温度系数为零。具体来说，利用双极型晶体管（BJT）的发射结电压（VBE）具有负温度系数和两个BJT的发射结电压差（ΔVBE）具有正温度系数的特性，通过适当的比例关系将两者叠加，得到与温度无关的带隙基准电压。

（二）关键公式推导

对于两个结构相同但发射极面积不同（比例为n:1）的BJT，在相同的集电极电流下，其发射结电压差为：

ΔVBE= VTln(n)

其中，VT为热电压，VT= kT/q，具有正温度系数（约0.086mV/℃）。

将ΔVBE通过电阻网络放大后得到VPTAT（Proportional To Absolute Temperature，与绝对温度成正比）：

VPTAT= (R2/R1) × ΔVBE= (R2/R1) × VTln(n)

BJT的发射结电压VBE具有负温度系数（约-2mV/℃），其表达式为：


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