芯片内部的 VREF 参考源究竟是怎么实现的？

在很多芯片的引脚说明里，我们都会看到一个熟悉的名字：VREF（参考电压）。
它能在芯片运行的过程中提供一个恒定且精确的电压，通常作为误差放大器、内部逻辑以及各种模拟模块的基准。如下图所示：

在外部电路中，我们习惯用 LDO 稳压器 或 稳压二极管 来获得固定电压，但在芯片这种微缩结构里，显然不能简单地把这些器件“塞进去”。因此，芯片内部通常采用完全不同的方式来实现稳定参考源。

01｜为什么芯片内部要用带隙基准？

TL494芯片的数据手册描述如下：

以 TL494 的手册为例，文档里明确写道：

内置稳压模块采用 BandGap 参考源，在 0℃～70℃ 环境下仍能保持极高的温度稳定性，输出波动不超过 100mV。

UC3842芯片的数据手册描述如下：

类似地，UC3842 也同样使用带隙基准。

带隙基准（BandGap Reference）是一种温度系数接近于零的参考电路，它能在较宽温度范围内维持高度稳定的输出电压，是芯片电源系统的核心模块之一。
因此，它常被视为内部供电的“压舱石”。

为什么这么重要？
因为：

误差放大器需要它作为比较基准

内部逻辑电路需要它作为参考电源

多个模拟模块也依赖它保证一致性

换句话说，VREF 的精准度越高，整颗 IC 的性能就越可靠。

当然，真正的 BandGap 电路结构很复杂，各家半导体厂商内部都有成熟优化过的 IP，不是几张图能讲明白的，这里就不展开。

02｜一个简化思路：用“电流 + 电容”实现参考电压

虽然完整的带隙电路难以用入门方式介绍，但我们依然可以用一个更直观的方案，来理解“内部参考电压”如何实现稳定输出。

基本思路很简单：

由恒定电流源给电容充电。

当电容电压达到目标值（例如 5V）后，旁路电路会迅速吸走过量电流。

电容电压保持恒定，就得到了简易版本的“参考电压”。

这套结构中，最关键的元件是分段线性电阻 R8。
它的功能有点类似一个“理想稳压管”：

当电容电压低于 5V → 不导通，允许充电继续进行

当电压高于 5V → 瞬间吸收充电电流，将过量能量旁路掉

这样，电容两端就会稳定停在设定电压附近，实现类似稳压管的效果。

从行为上看，R8 就像一只“软件定义的稳压二极管”。

03｜仿真可以验证这个思路

通过该仿真电路，可以观察到：

上电后电容快速充电

电压一旦逼近目标值（例如 5V），旁路开始动作

最终 VREF 停在一个稳定电平上

虽然它无法与真正 BandGap 的精度与温漂性能相比，但用于理解“内部参考源的稳压方式”是非常直观的。

04｜总结

芯片内部的 VREF 不是靠 LDO 或稳压二极管来实现，而是依赖 BandGap 基准电路。

BandGap 的核心优势是：温度特性好、稳定度高、精度可靠。

真正的 BandGap 设计较为复杂，是芯片设计厂内部长期积累的 IP。

用“恒流充电 + 旁路箝位”的简易方案，可以类比理解内部参考电压的工作方式，但其性能与真实 BandGap 仍有巨大差距。