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所以我碰到了两篇文章

//www.ama-science.org/proceedings/getFile/Zmp5BN==

//www.ptb.de/cms/ptb/fachabteilungen/abt2/aktuelleforschung2/forschungsnachrichten.html?tx_news_pi1%5Bnews%5D=9994&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bday%5D=9&tx_news_pi1%5Bmonth%5D=12&tx_news_pi1%5Byear%5D=2019&cHash=c365fa74e9be84ae491d1c7da5dab802

关于离散带隙参考，并认为重现结果会很有趣，这是科学，对吗？剧透警报，我失败了吗？
在第二个链接中，我们可以看到使用了BC548C和BC328并指出："……由于对位n-结的高温敏感性，时间稳定性不足。工作的重点是通过适当的设置来提高温度稳定性。"

好吧，如果那's the case, let'的地址也。因此，我设计了一个带有BC848和BC808的小圆板，上述晶体管的SMD版本，一些10 ppm / K电阻器，一个陶瓷电容器以及一些铜条，使该板可以在板之间插入一些导热膏。铜和晶体管。它的背面是盆栽的。原始电路被组装在穿孔板上，随后用所示的7805稳压器进行扩展。

未完待续...

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您应该查看Bob Widlar'的专利：US3320439，US3617859和US4249122

他想出了一个非常巧妙的电路，只是修改了他的电流镜'最简单的。那家伙真的知道怎么做晶体管跳舞！

这里'他在该主题上的一篇文章：
//pdfs.semanticscholar.org/ca1e/a52a2e846749fc960fa911f23329ba2ef3f0.pdf

你好 ，

我也尝试过"discrete"几年前的带隙。
实际上，我需要一个3.3V低功率电流调节器，并且有TL062的一半未使用：
这就是结果。但是由于我的电压容差为+/- 5％，所以我从未检查过PPM范围或噪声。

如今，我将在SOT23-6中使用双BC846或类似的带隙器件。

最诚挚的问候

它必须是离散的带隙基准还是可接受的双晶体管或晶体管阵列？ 在后一种情况下，晶体管阵列可以使自身温度稳定。

飞过你100'使用陶瓷LCC 18中配置的离散管芯的s个离散带隙基准&20包。他们最初使用Widlar配置，后来使用Brokaw配置，因为它更易于设置。在陶瓷封装中使用单个晶体管管芯解决了空间中的单事件问题。有些在太空中已有20多年的历史了，但仍然可以。

A band gap reference can provide a stable more predictable voltage reference at 降低 voltage than a Zener can and operate over a large dynamic input voltage range. Also an important point its 我们 ed to provide IPTAT currents.

几个月前，我曾在考虑这种事情，但没有时间去构建和使用它，然后就忘记了该项目。

关于噪声，最敏感的部分是产生PTAT的晶体管对及其相关的电阻（Johnson可以忽略不计），因为这个微小的电压被放大了许多倍，仅获得1.2V。

堆叠一堆结可能会有所帮助，这应该很容易模拟。有一些商业参考文献使用单级PTAT发生器来热补偿多个结的串联连接（我想到的是TL431，LM336），但是我'我不知道任何使用堆叠结PTAT发生器的人。邓诺为什么。

我认为像2SA1312 / 2SC3324这样的低噪声音频晶体管对于1 / f噪声可能效果很好。这些天来，具有良好的低频特性的超低rbb晶体管似乎已经不那么流行了，但是Zetex可以做到，如果只希望在音频频率上获得低得可笑的低噪声。

我提出了一个基于简化的TL431拓扑的连接电路，该电路仅使用两个晶体管（如果愿意，可以使用公共质心对）和三个电阻作为参考单元，以及一个分立的运算放大器来实现1.2V并联参考。运算放大器可能会替换为IC。关于SPICE的好处是，您可以轻松地对晶体管添加偏置电压，对电阻器添加tempco等进行试验，然后看看会发生什么。 IIRC，使用15ppm的金属膜Rs应该已经可以实现令人满意的性能。

Brokaw电池的一大难题：SPICE说它们的PSRR很差，因为这两个晶体管在不同的电流密度下工作，显然影响其早期效应的方式也不同。 TL431电池通过始终在电池两端保持稳定的参考电压来解决此问题。

编辑

您应该查看Bob Widlar'的专利：US3320439，US3617859和US4249122

第一个似乎是当前来源。第二个有点，但我不知道'不记得我做了什么'不喜欢它。它肯定对Q3偏置电流敏感。第四个是LM385中使用的电路，而LM336几乎相同，但有两个串联的二极管，因此为2.5V。

据我了解，对于10 V参考电压，需要两条128条长链。在Digikey，20美元可购买128个双npn晶体管BCM847DS，135。那些是配对的，您可以在两个链中各放一个，以简化温度补偿。电路板面积约为50 x 50毫米，因此仍然可以放入小型TEC烤箱中。这种方法将为您提供10 V的参考电压，而无需使用增益级。

它将类似于一个Josephson数组。您需要略高于100 V的电压来驱动它，但是却没有冷冻系统，没有微波RF也没有磁场...

迪特尔的问候

我在上一篇文章中做出了回应，很明显，在razvan784s仿真中，单个带隙对将仅产生0.7 V的很小一部分，而在razvan784s仿真中为1.24 V / 16 = 0.0775V。

我剩下的问题是电流分配电阻。为了获得一些有趣的东西，它们应该多么精确和小巧。

迪特尔的问候

我喜欢razvan784s模拟的想法是建立一个"pure"无增益级的带隙基准。据我了解，这将导致最低的噪音。关于功耗：使用双晶体管时，温差已经在一定程度上得到了补偿，如果我们坚持使用razvan784模拟的10 mA，乘以100 V，电路将输出大约1 W的热量，均匀分布在大约50的面积上x 50毫米。每个晶体管对将产生约7 mW的功率，对于那些SMD部件而言，这是微不足道的。

迪特尔的问候

即使是最简单的原型，也显示出来自分立组件的带隙基准将是无用的，除非您可以构建具有紧密热耦合的元件。带隙电压差n'与每个贡献的2 mV / K TC相比，t大。

我刚刚尝试了抽屉中的一个晶体管对BC847S，它在大约20°C和10 mA / 1mA的条件下提供了相当稳定的66.65 mV。

我还尝试使用LTSpice重现以上模拟，并且无法't确认显示的结果。在1-0.239至0.239的电流比下，16个电池的输出电压要小得多，约为0.6V。温度曲线相当线性，在50°C时没有最大值。也许LTSpice不是'为此使用合适的工具。无论如何，在20°C时，它预计电池电压为66.25 mV，这似乎是正确的。

问候，Dieter

是的，通过额外的二极管，我的LTSpice证实了razvan784的仿真。通过热耦合，用于TC补偿的额外二极管将再次变得困难，因为它需要具有其他二极管的平均温度。
模拟还表明电流比需要非常精确。 razvan784s模拟中的0239数字不是 't随机。 TC曲线的平坦顶部为0.238时，从50°C移至60°C。

迪特尔的问候

由于我们在计量学部分，因此这里是10 V带隙基准的另一个建议。它看起来与通常的齐纳参考相似。此设计仅使用npn对，因此应更易于驯服。该图的垂直刻度为400 uV = 40 ppm。

迪特尔的问候

现在我用抽屉里的旧零件制作了一个原型。我找到了一些CA3039 6x二极管阵列。他们提供了一个很好且简单的带隙参考。请注意，该电路的增益较低。该图显示了六个箔电阻。 R1用于调节输出电压和TC补偿（隐藏在板下）。
令我完全惊讶的是，TC曲线在我的第一个测试中显示出最小值，需要检查一下。无论如何，虽然它在运行的最初几个小时内表现出约24 ppm的漂移，但是当在35°C附近运行时，它似乎在低ppm时是稳定的。由于最初的漂移，我将昨天和今天收集的数据分为两条曲线和直线拟合。
有些人可能不再将其视为离散解决方案。在我看来，OP提到的PTB论文是一个笑话。网路上有K.E. B. Pease发表的好论文。 Kuijk和A.Paul Brokaw。

迪特尔的问候

目前我可以'尚未回答有关噪音的信息。我认为一个人需要制作两个原型并将其放入金属外壳中以评估噪声，因此'还有更多工作要做。
在此之前，我需要了解为什么我的TC曲线中有最小值，而其他所有人似乎都具有最大值。也许不同之处在于在我的电路中二极管链不是't以恒定电流运行，但电阻器为电流源。
当您阅读论文时，他们会提到"curvature correction"-用于在某些温度范围内补偿T²项的附加电路。虽然这可能是理想的"utility references"对于计量应用，最好在恒温器中运行二极管阵列。无论如何，电路本身都包含一个不错的温度传感器。
为了进行上述测量，我使用了改良的NH2培养箱。修改使内部风扇连续运行。这样，它的性能会好很多，因为它的温度传感器位于内部散热器上。在默认的出厂配置中，当TEC关闭时，两个风扇都停止运行。然后，培养箱中的空气温度与所测量的散热器温度脱钩。

迪特尔的问候

在此之前，我需要了解为什么我的TC曲线中有最小值，而其他所有人似乎都具有最大值。

//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6d/Bandgap-charakteristic.svg/440px-Bandgap-charakteristic.svg.png
由于无法获得精确的点，因此曲线的形状将取决于电阻器。其他人可能只是稍稍高于预期，您可能会低于预期。我想，如果我纠正我'm wrong.
顺便说一句，您刚刚在家里摆放了这些组件，其中包括一堆VPG电阻器？

在此之前，我需要了解为什么我的TC曲线中有最小值，而其他所有人似乎都具有最大值。也许不同之处在于在我的电路中二极管链不是't以恒定电流运行，但电阻器为电流源。

在纸上，您的电路完全正常。右侧工作电流为8·ΔVbe/200Ω，与热电压和绝对温度成正比，带隙IC也是如此。好吧，假设您的二极管的行为类似于晶体管。

当您阅读论文时，他们会提到"curvature correction"-用于在某些温度范围内补偿T²项的附加电路。

彼得·布罗考'S的论文指出，最简单的方法是使用适当的漂移电阻器。顺便说一句，您为R1使用了什么，是将相同的箔电阻或其他电阻组合使用？

我对噪声进行了快速仿真，尽管在版本中仅串联了两个带隙。

One point is that the 1K Ohms resistors in series with the 降低 current "diodes"是主要的噪声源，大约是噪声功率的一半。所以有很多收获，并且有很多"diodes"系列实际上可以提供帮助。

还有一点是，OP噪声也有很多增益，'噪声被放大了大约9.6倍。

为了降低OP噪声，可以选择使用大电流串中的一个晶体管来实际进行一些放大。这样，OP噪声基本上可以被大部分已经存在的晶体管噪声代替。
修改后的电路似乎也可以工作，尽管它需要稍微不同的调整（可能是由于基极电流引起的）。

附有带有晶体管增益的修改电路。
OP前面的电阻器R4是向OP添加一些噪声的一种方式，这种方式可以看到R4噪声带来的噪声增益。

对于晶体管，高电流（mA）下的宽带噪声主要取决于基极扩展电阻。如果它'假设为100Ω，则与每个晶体管基极串联的等效电压噪声为1.3nV / rtHz。在Dieter中's configuration that'左侧总计为4nV / rtHz，右侧总计为2nV / rtHz，差分为4.5nV / rtHz。该噪声以及电阻器噪声和放大器噪声都被放大了1700/200 = 8.5倍，因此我们应该期望超过40nV / rtHz。有些晶体管更好，有些更差，我不知道二极管如何比较。

另一件事是流过基极电阻的基极电流噪声。对于10µA的基本电流（2mA / 200），散粒噪声为1.8pA / rtHz，对于假设的100Ω来说微不足道。但是在1 / f角以下，情况会逐渐恶化。

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A real world example of 曲率校正 in accordance with Brokaw's paper:
//zeptobars.com/en/read/AD584-reference-analog-devices

右下角是GND焊盘。在整个芯片上有十二个激光修整的薄膜电阻器（绿色）中，有一个单独的（粉红色）扩散电阻器。它与薄膜电阻器并联，然后与另外两个电阻器串联-该网络是"lower"Brokaw电池的电阻（根据数据表为R31）。随着温度升高，该电阻的阻值增大，流经该电阻的电流也线性增大，从而在参考电压中产生二次增大的分量。

具有典型大TC的相对较大的串联电阻可能是异常向上弯曲的原因。

到目前为止，噪音看起来并​​不那么好。 但是，电表参考可能已经有所贡献。 一个重要的噪声贡献也可能是OP，因为它'噪声被放大了大约10倍。

总体而言，存在一个问题，即相当大的电压（可能高达50％，但通常超过25％）来自放大的PAT部分。因此，用于设置增益的电阻会产生较大的影响。因此，对这些电阻的需求很高。 从粗略的估计来看，电阻漂移只会被2到4的因数衰减。因此，恐怕带隙基准不会提供良好的长时间基准。

同时，我得到了一些规格为2 ppm / K的1K5箔电阻。我还了解了OPA189斩波放大器在正确设置的电容器周围的性能如何。所以我希望改善噪音。

知道如何使用以及使用了哪些上限会很有趣。

除了常用的电源缓冲电容外，我发现输入两端的1或2 nF电压也有帮助，这是一个有点不正常的运算放大器电路。该盖吸收了输入MUX的电荷注入尖峰，应靠近输入引脚放置。然后，为了使环路稳定，需要在与反馈路径平行的地方设置一个较大的电容，例如10 nF。那个应该是一个低泄漏的盖子，以节省精度。我将此设置与OPA2189一起使用，两个输入失调电压均保持小于10 uV。在该电路中，我有一个从正极输入到Gnd的第三个电容器，在这种情况下为4.7 uF。但这取决于应用程序。

谢谢迪特！
这是非常有趣的，我打算评估这种类型的电荷注入滤波器，但要针对不同的应用。
这个想法来自 ST AN4587-斩波放大器的输入偏置电流.
请注意输出电压的噪声系数，这种滤波器可能会降低噪声系数。
为了我的目的进行了一些模拟和优化，对此进行更深入的研究将更适合于适当的主题，而不是此处。

我在eevblog上找到了一个有关离散带隙引用的旧线程：

//www.163115.com/forum/projects/discrete-band-gap/msg787286/#msg787286

的东西"Analog Innovations"很有意思，这很专业-这个家伙在摩托罗拉设计了混合信号IC，后来又担任设计顾问。

来自IEEE固态电路杂志的更多设计信息：

http://www.seas.ucla.edu/brweb/papers/Journals/BRSummer16Bandgap.pdf

希望能有所帮助。

问候，

雷纳

迪特尔

在过去的60年中，硅的化学和物理性质发生了什么变化？如果您想设计模拟集成电路，那么您仍然具有与Bob Widlar和Dave Talbert在1964年必须克服的硅一样的局限性，当时他们为Fairchild设计了第一个集成运算放大器uA702。顺便说一句，仅几年后，乔治·厄尔迪设计了第一款精密单片运算放大器uA725，它具有低输入噪声电压和低至10Hz的电流（1974年的OP07连同齐纳二极管用于对晶片的电压进行微调，然后是LT1001和LT1013，才40年前...）。

记住我们站在巨人的肩膀上很有帮助，他们发明了我们仍然使用的基本构件。

如果您需要有关带隙参考的更新信息，请执行以下操作：

//www.iee.et.tu-dresden.de/iee/eb/forsch/AK-Bipo/2007/AKB2007_10_Berkner_BG_Ref_Simulation_101102.pdf

哦，对不起，仍然是石器时代（2007） 

关于带隙基准的最新研究似乎仅仅集中在CMOS解决方案上，因为混合信号系统需要它们。看起来，最有趣的研究往往隐藏在付费专区的后面。

我希望诸如超精密基准之类的利基应用将来会更难生产，原因仅在于它们制造成本高，需要特殊的加工和晶圆厂，而半导体公司则可以通过需求较少的主流产品来赚更多的钱。也许我们应该重新学习如何选择和温度补偿齐纳二极管-除非它们也像低成本密封封装一样消失了？还是将LT作为独立公司处理？

问候，

雷纳

该线索始于一份报告，该报告称，德国国家PTB研究所试图证明其低噪声，ppm精度的带隙基准能够与常规的齐纳基准竞争，但直到现在都无济于事。我认为这是一个持续的追求，没有一个好的答案。

迪特尔的问候

Meanwhile i finished a second prototype with the 7-fold diode arrays and put it into the incubator. Noise improved and there is no longer any significant excess noise over the noise of the HP 3456A. This time i see a maximum of the TC curve. Since the new diode arrays have much 降低 diode resistance the maximum is now closer to the ideal band gap voltage 8 * 1.22 V = 9.76 V, maybe at 9.88 V. The adjustment resistor went from 1K5 down to about 1K05.

需要更多时间定位平顶并观察漂移，但看起来很有希望。可能会尝试将这些二极管阵列放入陶瓷外壳中。塑料的每个1.95美元，CDIP会贵一些。

迪特尔的问候

感谢LM194应用笔记，但请尝试理解为什么该电路在1.21 V输出上输出20 uVrms噪声。如果有八个，则在10 V输出上意味着约60 uVrms。据我所记得，像LTZ1000这样的齐纳基准电压约为1 uVrms。带隙电路是't even close.

按照建议对晶体管进行布线时，实际上是在测试其基极-发射极二极管的带隙。左LM194晶体管的电压约为0.6 V / 40 KOhm = 15 uA。但这是集电极电流。当hfe约为300时，这意味着基极-发射极二极管仅获得0.05 uA。另一个晶体管的功耗甚至降低了10倍-仅5 nA。

In my circuit the 二极管 get about 4.5 mA and at 0.64 mA. That makes a difference. The diode arrays i am 我们 ing are good 对于 100 mA, so i may 我们 e them at 9 mA and 0.64 mA to reduce the PTAT term even further.

迪特尔的问候

希望您能尽快展示您的版本。

迪特尔的问候

这是我的第二个基于二极管阵列的带隙基准的对数日志，它是在100 PLC模式下使用HP 3456A的5秒时间序列。参考是在30°C的培养箱中，我们可以看到恒温器循环的幅度约为11 ppm。我们还可以看到HP 3456A的1 ppm步进。在此水平下，测量无噪声。

奇怪的是，该参考在约9.51 = 8x 1.19 V时显示了零TC。

迪特尔的问候

为孵化器周期引入的波制作了一个简单的解调器

您可以通过在室内加入一些瓶装水并用泡沫聚苯乙烯覆盖PCB来减少这种影响。