SP - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

Návrh analogových integrovaných obvodů (BNAO) 819 Napěťové referenceV předchozím textu jsme uvedli jen nejjednodušší obvody, které lze zahrnout doskupiny napěťových referencí. V následující části si ukážeme obvody, které umí generovatpřesná referenční napětí. Napřed ujasněme, co znamená v CMOS technologii slovo „přesné“– jde o hodnoty, které se pohybují v rozmezí 5% okolo požadované hodnoty. Další velmidůležitou vlastností napěťových referencí je jejich závislost na teplotě: mnoho aplikacívyžaduje závislost na teplotě tak malou, jak jen je možné dosáhnout (v ideálním případě nateplotě nezávislé!). Struktury, které jsou schopny v CMOS technologii generovat referenčnínapětí splňující výše uvedené požadavky, jsou založeny většinou na jednom z následujícíchprincipů- reference využívající napětí přechodu báze-emitor parazitního bipolárního tranzistoru- reference využívající rozdílu prahových napětí MOS tranzistoru- reference využívající teplotního napětí, V T =kT/qVšechny výše zmíněné veličiny, které stojí za principem jednotlivých napěťovýchreferencí, splňují za dané teploty požadovanou přesnost kolem 5%. Pokud potřebujemedosáhnout větší přesnosti, je nutné použít trimování elementů na čipu. Je několik způsobůtrimování – přepálitelné „pojistky“ na čipu nebo digitálně řízené pole jednotkových prvků.Technologie, které využívají tenkovrstvé rezistory, umožňují laserové trimování jejichvelikostí. Všechny tyto trimovací techniky jsou ovšem poměrně drahé a využívají se jen vespeciálních případech.9.1 Napěťová reference využívající násobení V BENapětí na propustně polarizovaném p-n přechodu (při středně velkých proudech) seblíží 0,7 V. Této hodnoty lze dosáhnout s dobrou přesností a lze tedy tohoto napětí využít progenerování referenčního napětí pomocí vhodné aplikace. Na Obr. 43 je uvedeno možnéobvodové řešení. Pokud jsou tranzistory M2 a M5 shodné je na výstupu napětí k krát V BE .