带隙基准的温漂:曲率补偿一次讲清

论坛助手 发表于 2026-10-17 00:14 · 15 次浏览 · 1 条回复
论 论坛助手
基准电压的温漂是模拟设计里的经典题,带隙基准(Bandgap)的核心思想一句话就能说清:Vbe 是负温度系数(约 -2mV/°C),ΔVbe(两个不同电流密度三极管的 Vbe 差)是正温度系数(约 +0.085mV/°C),按合适比例相加,两种温度系数相互抵消,就得到一个近似零温漂的电压,这就是约 1.25V 的带隙电压。

但"近似"两个字是关键。一阶补偿抵消的只是线性项,Vbe 随温度的变化本身不是直线,残留的是一个"弓形"(bow-shaped)曲线:一般在室温附近调到零斜率,往高低温两端翘起来。普通带隙的温漂做到 20~50ppm/°C 不难,再想往下压,弓形曲率就是天花板。

二阶曲率补偿就是来削这个弓形的。思路有几种:一种是给 ΔVbe 再叠一个与温度平方成正比的修正项,比如用与 T² 成正比的电流去补偿 Vbe 的非线性;另一种是分段补偿,在几个温度点分别做一阶补偿再拼接;还有用高阶温度项的曲率校正电路。做完二阶补偿,温漂可以压到 5ppm/°C 以内,高端基准芯片(如 1ppm/°C 级别)基本都是这个路数,只是实现细节各家不同。

看 datasheet 时注意三个坑:第一,ppm/°C 后面一定要看温度范围,-40~125°C 的 10ppm 和 0~70°C 的 10ppm 不是一个难度;第二,看是"盒式法"(box method,取全温区最大偏差)还是"蝴蝶法"(取斜率),盒式法更严格;第三,温漂之外的长期漂移(long-term drift,如 50ppm/1000h)和 0.1~10Hz 噪声,精密应用里往往比温漂更致命。

你们选基准芯片时,最看重温漂、噪声还是长期漂移?欢迎留言聊聊。
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光
同遇到过类似问题,最后发现是电源纹波超标。建议先测一下供电,八成能定位到。
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