在本期文章中，对传统的带隙电路进行了误差分析，然后解释了如何使用开关电容电路将这些误差降至。图 1 显示了传统的带隙参考实现方案及其相关的误差源。

图 1

图 1 中源的带隙电压由以下公式描述。

下面添加了错误源，并假设所有不匹配 错误

条件、误差级别和选择的设计参数：

使用上述参数进行误差计算：

从上面可以看出，输入失调电压是主要的误差源，因此消除这个误差将大大有助于实现的带隙电压。因此，让我们继续讨论 switched capacitor 实现，看看如何处理这个错误，以及其他错误如何比较。

在图 2 中，显示了开关电容带隙电路，并添加了一个简单的附加物（标记为“新”）以执行偏移电压消除。该图是对本系列部分的初始采样状态 图 1 的修改。在这种状态下，反馈电容 C'' 现在都连接到共模输出电压 （vcm），另一侧连接到 OTA 的输入端，电路中的其余电容也是如此。因此，在此阶段的所有 caps 上对 input offset voltage 进行采样。

图 2

带偏移校正的初始采样

在下一个状态下，φ1 开关打开，φ2 闭合，之前连接到 vcm 的两个 C'' 反馈电容器的端子连接到输出。两者保持相同的端电压，因此 OTA 偏移电压已从差分输出中消除。

带偏移校正的初始采样

传统带隙电路中的第二大误差贡献因素是 R0和 R1.这些电阻器用于增益 （R0/ R1） PTAT 电压。如本系列部分所述，PTAT 电压在开关电容电路中使用电容器比率 （2C'/C''） 而不是电阻器比率来增加。这是有益的，因为电容器的失配（每单位面积）远小于多晶硅电阻器的失配，在我目前正在工作的过程中相差 ?5 倍。这将第二大误差从 6.3mV 降低到 1.3mV。

这种开关电容架构的一个好处是电路的差分特性带来的电源抑制 （PSR） 性能。差分 OTA 的对称设计为电源上的信号提供一阶抵消。

总之，使用开关电容器技术产生基于带隙的电压有很多好处。其中包括易于减少甚至消除许多传统带隙电路常见的误差。使用简单的偏移消除技术消除了偏移电压误差，使用电容器而不是电阻器减少了关键元件的失配误差，并且通过电路的差分特性获得了更好的 PSR 性能。