ブロコウバンドギャップ参照

ブロコウバンドギャップリファレンスは、集積回路で広く使用されている電圧リファレンス回路であり、出力電圧は約1.25Vで温度依存性が低い。この特定の回路はバンドギャップ電圧リファレンスの一種であり、最初の出版物の著者であるポールブロコウにちなんで名付けられました。 ^[1]

すべての温度に依存しないバンドギャップリファレンスと同様に、この回路は正の温度係数を持つ内部電圧源と負の温度係数を持つ別の内部電圧源を維持します。これら 2 つを合計することで、温度依存性をキャンセルできます。さらに、2 つの内部電圧源のいずれかを温度センサーとして使用できます。

Brokawバンドギャップリファレンス回路では、負帰還（オペアンプによる）を使用して、異なるエミッタ面積を持つ2つのバイポーラトランジスタに一定の電流を流します。トランジスタの Ebers-Mollモデルでは、

• エミッタ面積が大きいトランジスタでは、同じ電流に対して必要なベース-エミッタ電圧は小さくなります。
• 2 つのベース - エミッタ電圧の差には正の温度係数があります (つまり、温度とともに増加します)。
• 各トランジスタのベース-エミッタ電圧には負の温度係数があります（つまり、温度とともに減少します）。

回路の出力は、ベース・エミッタ電圧の 1 つとベース・エミッタ電圧差の倍数の合計です。適切なコンポーネントを選択すると、2 つの反対の温度係数が正確に打ち消され、出力は温度に依存しなくなります。

示されている回路例では、オペアンプは反転入力と非反転入力が同じ電圧になるようにします。つまり、各コレクタ抵抗の電流は同じなので、Q1 と Q2 のコレクタ電流も同じです。Q2 のエミッタ面積がQ1 の 倍である場合、そのベース エミッタ電圧は Q1 の電圧よりも だけ低くなります。この電圧は で生成されるため、各レッグの電流は と定義されます。したがって、出力電圧 (オペアンプ出力) は、つまり次のようになります。 ${\displaystyle N}$${\displaystyle {\tfrac {kT}{q}}\ln(N)}$${\displaystyle R2}$${\displaystyle I}$${\displaystyle {\tfrac {kT}{q}}\ln(N){\tfrac {1}{R2}}}$${\displaystyle V_{BE_{Q1}}+2\cdot I\cdot R1}$

$${\displaystyle V_{BE_{Q1}}+2{\tfrac {kT}{q}}\ln(N){\tfrac {R1}{R2}}\,.}$$

最初の項は負の温度係数を持ち、2 番目の項は正の温度係数を持ちます ( より)。およびを適切に選択することで、これらの温度係数をキャンセルし、温度にほとんど依存しない出力電圧を得ることができます。 この出力電圧の大きさは、0 K に外挿したシリコンのバンドギャップ電圧 (EG0) とほぼ等しいことがわかります。 ${\displaystyle T}$${\displaystyle N}$${\displaystyle R1}$${\displaystyle R2}$

• LM317

• オリジナルの IEEE 論文 (pdf) — これは回路について説明した 1974 年の論文です。
• トランジスタ電圧リファレンスとバンドギャップの関係 — この 1989 年のビデオでは、Paul Brokaw がバンドギャップ電圧リファレンスについて説明しています。
• IDT の A. Paul Brokaw による、バンドギャップ電圧リファレンスの簡単な作り方
• ELEN 689-602: バンドギャップ リファレンス ジェネレーターの概要 — Brokaw バンドギャップ リファレンスの詳細な説明と分析が含まれています。
• バンドギャップ基準回路の設計: 試行錯誤 — Robert Pease、ナショナル セミコンダクター (「The Best of Bob Pease」の 286 ページ、図 3 に Brokaw セルが示されています)
• ECE 327: LM317 バンドギャップ電圧リファレンスの例 — LM317 内の温度に依存しないバンドギャップ リファレンス回路の簡単な説明。回路はほぼ同じですが、このドキュメントでは、回路によって、一致したトランジスタを流れる異なる電流 (異なるトランジスタを流れる単一の電流ではなく) によって、反対の温度係数を持つ同じ電圧を設定できる仕組みについて説明します。