探索Bandgap带隙基准：新手友好指南

Bandgap 带隙基准，基准电压，参考电压带启动电路，无版图，适合新手每个testbench都有单独的仿真状态，直接安装就可以跑了温度特性曲线电源抑制比psr仿真稳定性仿真，整个环路的增益和相位怎么仿真噪声仿真，要大概知道噪声的主要贡献来源

嘿，新手小伙伴们！今天咱们来聊聊Bandgap带隙基准，这可是模拟电路里相当重要的一块。它能产生稳定的基准电压（也叫参考电压），在各种芯片设计里都起着关键作用。

带启动电路的Bandgap基准

通常情况下，Bandgap带隙基准需要一个启动电路。为啥呢？想象一下，电路刚上电的时候，如果没有启动电路，它可能就卡在某个非预期的稳定状态，没办法正常启动工作。启动电路就像是一个贴心的小助手，帮它一把，让它能顺利进入正常的工作模式。

咱们来看段简单的启动电路代码示例（以Verilog为例）：

verilog 复制代码

module startup_circuit (
    input wire power_on,
    output reg startup_signal
);
    reg [3:0] counter;

    always @(posedge power_on or negedge power_on) begin
        if (!power_on) begin
            counter <= 4'b0000;
            startup_signal <= 1'b0;
        end else begin
            if (counter < 4'b1111) begin
                counter <= counter + 1;
            end else begin
                startup_signal <= 1'b1;
            end
        end
    end
endmodule

分析一下这段代码哈，poweron**是电源上电信号。一开始没上电的时候，counter清零，startup signal也为低电平。上电后，counter开始计数，当计满（4'b1111）时，startup_signal就变成高电平，通知主电路可以正常启动啦。

仿真那些事儿

咱们这个项目，每个testbench都有单独的仿真状态，安装好就能直接跑，是不是超方便！

温度特性曲线仿真

温度对Bandgap带隙基准的输出影响可不小。要仿真温度特性曲线，咱们得在testbench里设置不同的温度值，看看基准电压怎么变化。

verilog 复制代码

module tb_bandgap_temperature;
    reg [7:0] temperature;
    wire bandgap_voltage;

    bandgap uut (
      .temperature(temperature),
      .bandgap_voltage(bandgap_voltage)
    );

    initial begin
        for (temperature = 8'd0; temperature <= 8'd100; temperature = temperature + 8'd10) begin
            #10;
            $display("Temperature: %0d, Bandgap Voltage: %0.4f", temperature, bandgap_voltage);
        end
    end
endmodule

在这段代码里，temperature从0开始，每次增加10，通过#10延时观察不同温度下bandgap_voltage的变化，然后打印出来。咱们就可以根据这些数据画出温度特性曲线啦。

电源抑制比（PSR）仿真

PSR用来衡量电路对电源噪声的抑制能力。仿真PSR，咱们得在电源上注入噪声，看看对基准电压的影响。

verilog 复制代码

module tb_bandgap_psr;
    reg power_noise;
    wire bandgap_voltage;

    bandgap uut (
      .power(power_noise),
      .bandgap_voltage(bandgap_voltage)
    );

    initial begin
        power_noise = 0;
        #100;
        power_noise = 1;
        #100;
        power_noise = 0;
        #100;
        $display("PSR test - Voltage changes observed");
    end
endmodule

这里简单地在电源powernoise**上高低电平切换，观察bandgap voltage的变化，以此来评估PSR性能。

稳定性仿真（环路增益和相位）

要知道整个环路的增益和相位，我们一般会用一些工具，比如Cadence的Spectre。在Spectre里，通过设置AC分析，可以得到环路增益和相位的频率响应。不过这里咱们简单说下思路，假设我们有个反馈环路，我们要找到环路的开环增益，这就需要断开反馈路径，然后在断开处注入一个小信号，测量输出的变化。

噪声仿真

噪声仿真呢，要大概知道噪声的主要贡献来源。通常像晶体管的热噪声、闪烁噪声这些都是噪声源。在仿真工具里，一般有相应的模型来模拟这些噪声。比如在一些工具里，设置晶体管的参数时，就可以设置噪声相关的参数。通过仿真结果，我们可以分析哪个部分的噪声对整体噪声贡献最大，从而想办法优化电路。

虽然咱们现在没有版图相关内容，但等熟悉了这些理论和仿真，版图设计也能更好上手啦。新手小伙伴们，赶紧动手试试这些仿真，深入了解Bandgap带隙基准吧！