IREF也叫基准电流源其中的ref就是reference的意思，他的中文可以叫带隙基准，基准很好理解。reference写过论文的都知道有参考文献的意思，所以你们可以把reference翻译成参考啊，基准啊都行。那么带隙是什么呢？带隙其实就是半导体的能隙，这个在大部分的半导体物理书籍上都有明确的定义，咱就不现丑了，怕给讲不准确了。那为什么叫带隙基准呢？很简单，因为我们这个reference的基准电压是由带隙电压所产生的，可能这样说不是很严谨但是我觉得这样有助于理解这个名词（总得挂点关系吧）。到这咱们这样的一个问题就算是回答完了，但是毕竟写都写了，最近也正好要用reference所以也看了一些这方面内容，所以就稍微扩展一下。

  众所周知，在模拟领域，除了需要vdd以外，我们会需要各种各样的静态偏置电压，也就是我们的大信号特性。但是我们一个芯片工作的时候，其实只给你了一个标准的vdd然后就要求你的芯片工作了啊？而且很多时候我们的vdd都是浮动的（例如我现在在做的电路就是要应对一个1-3V的浮动电压，要求电路都得正常工作他还不给我用ldo，妈妈呀，救命，这都什么破要求啊，又想马儿肥又想马儿不吃草，anyway，扯远了哈，我们回到正题）。也就是说对这种不好的电压源，我们仍就需要一个稳定的直流电压来维持我们的静态工作点。这也就是为什么我们不直接拿电阻去进行vdd的分压去得到任意我们想要的直流电压的原因。抛开电阻阻值不可完美控制的原因，因为他随气温变化很大。我的vdd都在变啊，我怎么分压。分不了一点

  这个时候，铛铛！我们就需要基准电压源和基准电流源了！这些基准的电压和基准的电流保证了我们在电压浮动以及气温变化的情形下，任然能轻松的获得一个好的输出电压或者输出电流。

  气氛都烘托到这里了，我应该分享一下常见的reference的结构的，没错，其实我也是这么想的。不过我现在人在外地没有纸和笔，这线年一月份我回家之后再来对这一部分做补充。我会分享一个最简单的结构然后粗略地介绍一下基准电压或者说ldo和基准电流或者说IREF的产生原理。喜欢的可以先码一下，我回家之后来补充。

  我来填坑了，先祝大家新年快乐！今年是我的本命年，开心一点！！芜湖！也祝自己2024可以成功流片，可以顺利找到实习和工作。

  这是我2024年第一个正儿八经的回答，意义重大，小小激动。本文将介绍常用的reference结构及其原理加上一些简单的数学推导，期望可以让没了解过reference的小伙伴有个初步的认识。

  在讲具体结构之前我需要介绍一下二极管连接型BJT。因为这个能算的上是reference的核心。那么先上图。

  这个是diode connect型的BJT，连接之后，这个三极管可以看成一个二极管，对于一个二极管来说我们大家都知道Ic电流和Vbe的关系是这样一个曲线，且Vbe本身是一个负温度系数的量，也就是说，T上升的时候我的Vbe会下降。假设我们并联N个diode connect的BJT我们就能够获得一个N倍的Ic，这个也很好理解，但是我们关注点不在Ic,我们的关注点在Vbe这个物理量。先来看一下Vbe和Ic的表达式。 Is和VT是已知量，工厂会给。Vdiode就是Vbe。

  这一部分的详细解释我之前也写过一个回答。链接在这，不展开讨论了哈。（不愧是me，积极回答问题）

  通过刚刚给的公式，我们会发现，Ic的电流越大Vdiode也就是Vbe会越大，那么我们大家都知道一个是N倍Ic，一个是Ic， 所以我们有了Vbe1 ＞ Vbe2。前面说了，Vbe是一个负温度系数的量，随着温度变高，他会下降。同时，我们大家都知道（Vbe1 - Vbe2）这个差值是一个正温度系数的量。（这一个推导在拉扎维的12.3.1和12.3.2有详细推导，我照抄上来肯定很不合适还得打reference，就不抄了）。总之，我们大家都知道Vbe本身是负温度系数，Vbe1 - Vbe2 这个差值是正温度系数。所以理论上来说，只要让这两个电压在气温变化的时候，一个上升，一个下降，他们上升下降的值相等，我就能够获得一个不随气温变化的电压。

  可以看见我们用delta VBE来表示这两个电压的差值，一般来说，这个二极管的数量我们取1：8。为什么呢？因为我在工艺制造的阶段，一整块wafer上面他们的离子浓度是会有一定差别的，不全是标准值，但是如果我用这种1：8的九宫格摆放这9个BJT。假设我离子浓度从右下往左上上升，那么右下的离子浓度虽然和我的标准（中间红色那里）比低了，但是我左上却高了，整体看来不变，还是等于标准的浓度。当然你也可以取1：8的倍数啊之类的，我这里只是举一个例子，核心其实还是这种摆放方式。

  介绍完了BJT，终于能介绍标准结构了。一下面是一个常见的reference的结构。

  可以看到这是一个闭环的运放，首先我们来分析一下这个反馈结构。假设我现在正输入端电压高于负输入端，那么我的运放输出会增加，通过PMOS导致我两边电流减小，两边电流减小那么两边输入端电压也会一起减小。所以，这就有一个反馈系数比例的要求，我们会要求输入正端电压减小的量比输入负端减小的量要多。这样最终才能够达到稳定的一个工作点，或者说这样才能够达到相同的VBE1。这个反馈系数显然是和我们的R1,R2,R3和BJT有关系的，就不展开了，不是咱们的重点，知道这是一个负反馈就行。所以我们大家都知道了，运放输入正端口和负端口的电压几乎相同。

  我们能够正常的看到，VBE1和VBE2之间有一个R2电阻，VBE1和地板之间有一个R3电阻，他们的电流相加要等于I2，也就是说我可以写出这样一个式子。

  同理，我想得到一个不随气温变化的Vref。我可以在Iref电路那接一个电阻负载R4。

  这样我就得到了一个Vref。这个结构其实叫PTAT（propotional to absolute temperature）。拉扎维书上也有，只是没有展开来说，我看他没展开说所以我就粗略地介绍一下，其实资料也很多，我画的结构也和书上的结构不太一样，但是万变不离其宗，书上也说了，这个是有着某些特定的程度的调整空间的，只要你的本质是一个正温度系数，一个负温度系数，那么你理论上就能够获得很不错的不随气温变化的电压和电流。这种时候有同学就要问了。不对啊，我既然能够获得稳定的电压那我要ldo干嘛，我要电流镜干嘛？我直接拿reference去当我的直流偏置不行嘛？理论上可行，但是实际上来说，我们reference的带负载能力其实很弱，换句话说，电流电压很小。在小负载的情况当然可行，但是在大负载的情况就寄了，举个简单的例子，我们大家都知道反相器在翻转的时候会产生一个尖峰电流。我画一下吧。

  这个尖峰电流很大很大，往往能够达到几百nA，可能不止。我得reference根本没办法提供这么大的电流，所以这种时候就需要ldo这种带负载能力很强的，能够给大家提供很大的瞬间电流的东西。

  到这reference的坑就算填完了。ldo或者说regulator这样的一个东西。emmmmm，我们下次再说，主要是最近也蛮忙的，手里这个比较器做完之后，可能会写一篇关于比较器的内容，公式推导，设计想法之类的，也会有一些时钟，施密特触发器，然后可能会有简易的一些稳定偏置的方法，但应该用不到ldo，因为功耗卡的比较死，用了就没什么操作空间了，时钟也有功耗的。因为现在这个偏置实际上对于vdd的变化效果不是很好，我也在想办法，啊好多事情啊呜呜呜呜呜。anyway，那么今天得分享就到这里吧。

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