帶隙基準電路

帶隙基準電路是一種用于產(chǎn)生穩(wěn)定參考電壓的電路。它能夠輸出高度穩(wěn)定、低噪聲的電壓，并且不會受到溫度變化的影響。因此，帶隙基準電路在許多精密電子設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，例如模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）、以及傳感器的測量系統(tǒng)。

1.什么是帶隙基準電路

帶隙基準電路是一種基于半導(dǎo)體物理學原理的參考電壓電路，其原理基于二極管的溫度特性以及半導(dǎo)體材料的禁帶寬度（Band Gap）。帶隙基準電路是通過對比兩個參考電壓進行反饋調(diào)節(jié)來實現(xiàn)高精度、穩(wěn)定的輸出電壓。其中一個參考電壓通常由內(nèi)部熱敏二極管產(chǎn)生，而另一個參考電壓則由帶隙基準單元（Bandgap Reference Unit）產(chǎn)生。

2.帶隙基準電路的原理

帶隙基準電路的原理基于半導(dǎo)體物理學中的禁帶寬度。當兩個具有不同摻雜濃度的材料相接觸時，它們的電勢差會形成電場，從而對材料中的自由電子進行限制，形成空穴區(qū)和電子區(qū)。這個區(qū)域被稱為p-n結(jié)。在p-n結(jié)中，能量狀態(tài)分布遵循費米-狄拉克分布，禁帶寬度是能量帶隙。帶隙基準電路利用了半導(dǎo)體材料的禁帶寬度特性來產(chǎn)生一個溫度無關(guān)的參考電壓源，其輸出電壓Vbg可以表示為：

其中，Vbe為基本二極管的壓降；k為玻爾茲曼常數(shù)；T為絕對溫度；q為元電荷大?。籒a和Nd分別為p型和n型摻雜濃度。

3.帶隙基準電路的作用

帶隙基準電路在集成電路中廣泛應(yīng)用于模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）等精密電路中，以提供穩(wěn)定的參考電壓。其輸出電壓具有高精度、低溫漂移、低電壓噪聲以及穩(wěn)定性好等優(yōu)點，可以大幅提高電路的可靠性和性能。此外，帶隙基準電路還被廣泛應(yīng)用于傳感器的測量系統(tǒng)中，例如溫度傳感器和加速度計。