图2 带隙基准模块的电路结构图
采用Hspice仿真器对上述设计的带隙基准模块从－40 ℃~80 ℃进行温度扫描。结果表明，当电源电压VDD=5.0 V，在5种不同工艺角变化时，基准电压随温度变化的最大偏移为2.2 mV，温度系数达到14.7 PPM/℃。
2.2 恒流基准模块
本设计中恒流基准模块采用外挂精确电阻和运算放大器负反馈方式，为高精度电流放大器提供恒定电流基准。考虑到高精度电流放大器工作在开关状态，因此在设计中添加了改进型电流镜、箝位电流镜和跟随器，如图3所示。其中，运算放大器采用两级结构并经过密勒补偿，以保证系统的稳定性，同时通过插入电阻方法消除零点造成的影响；改进型电流镜用于减少沟道长度调制效应引起的失配，并提高输出阻抗和输出驱动电流的匹配精度；箝位电流镜可提高电流镜速度，支持25 MHz的数据移位频率和高速电流响应；跟随器则隔离了高精度电流放大器对恒流基准模块的干扰。
图3 恒流基准模块的电路结构图
仿真结果表明，在VDD=5.0 V和各种工艺角下，－40 ℃~80 ℃时恒流基准模块产生的基准电流与外挂电阻REXT成反比，大小为1.25 V/REXT，偏差在0.1%范围之内。
2.3 高精度电流放大器
高精度电流放大器和LED直接连接，并通过逻辑控制模块控制其输出驱动电流的开关。当逻辑控制模块输入从有效变为无效时，采用上拉网络和下拉网络对运放和输出进行关断，达到快速关闭LED的目的，电路结构如图4所示。此外，考虑到高压管电容的影响，采用了放电电路以消除输出驱动电流中的杂波。
责任编辑；zl
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