高精度CMOS帶隙電壓基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、帶隙基準(zhǔn)電壓源是模擬集成電路中一個(gè)重要的模塊，廣泛應(yīng)用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器及直流轉(zhuǎn)換器等集成電路中。如在精密測(cè)量?jī)x器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中基準(zhǔn)電壓源作為系統(tǒng)測(cè)量和校準(zhǔn)的基準(zhǔn)，它的性能會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)精度和性能。溫度系數(shù)是基準(zhǔn)源最重要的指標(biāo)之一，各種高階溫度補(bǔ)償方法的運(yùn)用使得基準(zhǔn)輸出的溫度穩(wěn)定性在理論上已達(dá)到較高的水平。然而，雖然溫度系數(shù)在-40℃～125℃內(nèi)的測(cè)試結(jié)果也能達(dá)到5ppm/℃以內(nèi)，但是與理論結(jié)果仍有很大的差距。<

2、br>　　論文首先總結(jié)了當(dāng)前帶隙電壓基準(zhǔn)電路溫度特性國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀，并給出了本文的設(shè)計(jì)指標(biāo)；其次，闡述了帶隙電壓基準(zhǔn)電路的原理及設(shè)計(jì)方法，分析了基準(zhǔn)輸出誤差的來(lái)源并提出了相應(yīng)的改進(jìn)策略；然后，研究了CMOS工藝下幾種常用的非線性溫度補(bǔ)償方法，總結(jié)了它們各自的特點(diǎn)并進(jìn)行了比較；接著，提出了互補(bǔ)疊加模式高階溫度補(bǔ)償方法，這是一種原理簡(jiǎn)單、效果明顯的降低溫度系數(shù)的方法，但是對(duì)于工藝的穩(wěn)定性要求較高。基于該方法設(shè)計(jì)了兩款高階溫度補(bǔ)償電壓基準(zhǔn)電

3、路，分別是基于一階疊加模式電壓基準(zhǔn)和基于高階疊加模式電壓基準(zhǔn)，本文對(duì)方案一電路完成了前仿真、版圖設(shè)計(jì)和后仿真，從理論上驗(yàn)證了這種補(bǔ)償技術(shù)的有效性。然后，研究了帶隙基準(zhǔn)電路中常用的修調(diào)方法，分析了幾種修調(diào)方法的精度、特點(diǎn)和適用范圍，并對(duì)所設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)電路提出了相應(yīng)的修調(diào)方案最后，對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)和展望。
　　在CSMC0.35μm CMOS工藝設(shè)計(jì)下，基于一階線性疊加模式電壓基準(zhǔn)在-40℃～125℃范圍內(nèi)，基準(zhǔn)輸出的溫度系數(shù)為4.4p