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帶隙基準(zhǔn)電路
閱讀�2442�(shí)間:2023-07-20 17:23:50

帶隙基準(zhǔn)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�(wěn)定、低噪聲的電�,并且不�(huì)受到溫度變化的影�。因此,帶隙基準(zhǔn)電路在許多精密電子設(shè)備中得到了廣泛的�(yīng)�,例如模�-�(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)�-模擬�(zhuǎn)換器(DAC�、以及傳感器的測(cè)量系�(tǒng)�

介紹

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

原理

帶隙基準(zhǔn)電路的原理基于半�(dǎo)體物理學(xué)中的禁帶寬度。當(dāng)兩�(gè)具有不同摻雜濃度的材料相接觸�(shí),它們的電勢(shì)差會(huì)形成電場(chǎng),從而對(duì)材料中的自由電子�(jìn)行限制,形成空穴區(qū)和電子區(qū)。這�(gè)區(qū)域被稱為p-n�(jié)。在p-n�(jié)中,能量狀�(tài)分布遵循�(fèi)�-狄拉克分�,禁帶寬度是能量帶隙。帶隙基�(zhǔn)電路利用了半�(dǎo)體材料的禁帶寬度特性來�(chǎn)生一�(gè)溫度無關(guān)的參考電壓源,其輸出電壓Vbg可以表示為:

Vbg = Vbe + kT/q ln(Na/Nd)

其中,Vbe為基本二極管的壓�;k為玻爾茲曼常�(shù);T為絕�(duì)溫度;q為元電荷大小;Na和Nd分別為p型和n型摻雜濃��

作用

帶隙基準(zhǔn)電路在集成電路中廣泛�(yīng)用于模擬-�(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)和�(shù)�-模擬�(zhuǎn)換器(DAC)等精密電路�,以提供�(wěn)定的參考電�。其輸出電壓具有高精�、低溫漂�、低電壓噪聲以及�(wěn)定性好等優(yōu)�(diǎn),可以大幅提高電路的可靠性和性能。此�,帶隙基�(zhǔn)電路還被廣泛�(yīng)用于傳感器的�(cè)量系�(tǒng)�,例如溫度傳感器和加速度�(jì)�

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