bandgap为什么需要启动电路

带隙基准电压源（Bandgap Voltage Reference，简称 Bandgap）需要启动电路的主要原因是：它内部存在一个不希望存在的、零电流的“简并稳定点”（或叫“死区”），需要外部电路将其“踢出”这个状态，引导到正常的工作点。

以下是详细解释：

简并稳定点（零电流状态）：
- 大多数经典的 Bandgap 核心结构（例如基于双极结型晶体管的 Brokaw Cell 或其 CMOS 实现）内部存在正反馈环或相互依赖的偏置。
- 当电源电压 VDD 刚加上时，电路内部所有节点的初始电压都是未知的（通常认为是 0V 或地）。
- 在这个状态下，零电流（所有晶体管都截止）本身是一个可能的稳定状态。这是因为：
  - 双极型晶体管的 BE 结需要正向偏置电压（VBE）才能导通产生电流。
  - 电流源 MOS 管需要在其栅极加上足够高的偏置电压才能导通。
- 如果没有初始电流流动，为这些电流源提供偏置电压的电路本身就因为没有电流而无法工作。这形成了一个“先有鸡还是先有蛋”的死锁局面。
正常工作点：
- 设计目标是让 Bandgap 工作在另一个稳定点，在这个点上：
  - 有电流（通常为 μA 到 mA 级别）稳定地流过核心的双极型晶体管。
  - 通过巧妙地组合具有相反温度系数的电压（通常是负温度系数的 VBE 和正温度系数的 ΔVBE）得到一个近似零温度系数的基准电压。
启动电路的作用：
- 打破死锁： 启动电路的唯一职责就是在电源上电（或电压达到一定值）后的短暂瞬间，强行给核心电路注入一个小的启动电流，或者强制拉低/抬高某个关键节点电压。
- 脱离零状态： 这个小扰动足以使正反馈环或偏置依赖关系不再停留在零电流状态，而是被推向预设的正常工作点。
- 断开连接： 一旦电路成功启动并进入正常工作状态，启动电路必须有效地断开或者失去作用，不再干扰 Bandgap 核心的精密工作。否则启动电路本身可能引入误差、噪声或额外的功耗。
设计启动电路的关键考虑：
- 可靠性： 必须在各种工艺角、温度、电源电压下都能可靠触发。
- 无干扰性： 启动完成后必须彻底断开（或电流极小），不影响基准电压的精度和噪声性能。
- 低功耗： 启动电路本身的功耗应尽可能低。
- 响应速度： 需要能够快速响应电源的上电过程，确保在各种上电速率下都能可靠启动。
- 避免误触发： 不应在正常工作期间或电源电压波动时再次触发。

总结：

Bandgap 电路内部由于器件特性和反馈结构存在一个稳定（但无用）的零电流工作点。启动电路就像给一个停在坡顶的球一个轻微的推动，使其离开稳定但错误的位置，滚落到设计好的（工作）谷底。它是确保每次上电后 Bandgap 都能可靠生成所需基准电压的必要保障。没有启动电路，Bandgap 很可能永远“睡着”在零电流状态，无法提供任何输出电压。