四种带隙基准源对比文档

带隙基准源是精密模拟电路设计中极为重要的组成部分，其主要功能是生成与温度变化无关的稳定电压基准，为各种模拟电路提供可靠的参考值。在本文中，将对历史上四种著名的带隙基准源进行结构对比分析，以深入理解其设计原理和应用特点。 Widlar型带隙基准源是由Widlar在1971年提出，它基于双极结型晶体管（BJT）的温度特性，通过调整晶体管的发射结面积比例和电阻比例，实现在不同温度下的稳定输出。Widlar型基准源的优点在于其原理简单，易于实现；但缺点也很明显，包括对集电极电流稳定性要求较高，没有温度补偿功能，以及对电源电压噪声较为敏感。 紧接着，Kuijk型带隙基准源在Widlar型基础上增加了运算放大器，并通过负反馈控制电路中的电流。这一改进显著减小了电源电压对基准电压输出的影响，并且使得电路的温度系数得到降低。Kuijk型带隙基准源在电路设计中仍需要精确控制BJT管的发射结面积比例，以确保基准电压的准确度。 1974年，Brokaw提出了一种新的带隙基准源电路结构，通过在Kuijk型的基础上加入将运算放大器的输出电压反馈到晶体管的基极的技术，进一步提高了电压基准的稳定性和温度补偿能力。Brokaw型带隙基准源成为了后续许多设计的参考原型，其核心优势在于通过调节电阻值来获得接近于温度无关的输出电压，但在某些情况下也可能会面临线性调整率性能较差的问题。 Banba型带隙基准源是由Banba等人在1999年提出的一种新型结构，它与前面三种有所不同，采用电流求和的方式来生成基准电压。该结构不仅能够输出较低于1.25V的电压基准，还具有较低的工作电压和功耗。然而，该设计同样存在引入失调电压导致输出精度下降的问题。 这四种带隙基准源各有其特点和应用场景。Widlar型适用于原理简单、对精度要求不是很高的场合。Kuijk型和Brokaw型在需要较高精度和温度稳定性的场合更为适用。Banba型则特别适合于那些对功耗和工作电压有严格要求的场合。设计工程师可以根据具体需求和应用场景，选择合适的带隙基准源结构，以实现最佳性能。