基准源知识地图
基准源（bias & reference）是模拟/混合信号电路的”工作点基础设施”：任何放大器、比较器、数据转换器都需要一个与电源电压、温度、工艺偏差尽量无关的电流或电压参考。本页是基准源主题的导航枢纽，不展开推导；各子主题按「电流生成 → 电压基准 → 自偏置/启动 → 系统分配 → 误差与对比」组织。
前后关系
前置知识：MOS晶体管模型与特性（平方律/亚阈值特性）、双极晶体管大信号特性（ 温度特性） 后续延伸：带隙基准设计（零 TC 电压基准）、偏置网络系统设计（多支路分配与 PSRR） 外部关联：偏置电路与电流基准（本主题历史综述页）、LDO稳压器设计技术（基准的典型系统应用）
知识结构
基准源知识地图
├─ 电流生成
│ └─ [[PTAT与CTAT电流生成]] V_BE/R、ΔV_BE、四类温度依赖电流、亚阈值 PTAT
├─ 电压基准
│ ├─ [[带隙基准设计]] K≈23.5 一阶补偿、CMOS 兼容、稳定性预算
│ └─ [[低压与曲率补偿带隙]] <1.2V 拓扑、曲率校正、短沟道影响
├─ 支撑电路
│ └─ [[自偏置与启动电路]] β 倍乘、零电流简并态、启动拓扑
├─ 系统分配
│ └─ [[偏置网络系统设计]] 多支路偏置、g_m-matching、PSRR、次稳压
└─ 质量与决策
├─ [[带隙基准误差预算]] 误差项分解、修调、验收清单
└─ [[基准源多教材对比]] 11 本教材/专著的覆盖差异与学习路径
方案选择决策表
| 应用场景 | 推荐方案 | 典型精度 | 复杂度 |
|---|---|---|---|
| 玩具电路 / 原型验证 | ±30% | 最低 | |
| 通用运放偏置 | 自偏置 + 电流镜 | ±10% | 低 |
| 中精度系统 | PTAT + 微调 | ±2% | 中 |
| 高精度基准 | 带隙基准 | ±0.1%，TC < 50 ppm/°C | 高 |
| 精密测量 / 传感器 | 曲率补偿带隙 | ±0.01%，TC < 5 ppm/°C | 很高 |
三条学习路径
- 快速上手（偏置设计）：PTAT与CTAT电流生成 → 自偏置与启动电路 → 偏置网络系统设计
- 高精度基准（误差导向）：带隙基准设计 → 带隙基准误差预算 → 低压与曲率补偿带隙
- 多源对比（选型/综述）：基准源多教材对比 → 按差异定位深入对应来源页
设计红线（先记住）
- 自偏置电路必须有启动电路，且启动后完全关断（见 自偏置与启动电路）
- 运放失调直接折算为基准误差，高精度带隙的运放需低失调设计（见 带隙基准误差预算）
- 带隙的 PSRR 不足时，电源噪声会直接耦合到参考输出——偏置电源需次稳压或滤波（见 偏置网络系统设计）
- 低压工艺下传统 1.25V 带隙不可用，需改用求和型或亚阈值拓扑（见 低压与曲率补偿带隙）
参考文献
- P. R. Gray et al., Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, 5th ed., §4.7.
- G. A. Rincon-Mora, Voltage References, Wiley, Ch.2.
- B. Razavi, Design of Analog CMOS Integrated Circuits, Ch.12.