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1、基準(zhǔn)電壓源廣泛應(yīng)用于各種模擬集成電路、數(shù)?;旌闲盘?hào)集成電路和系統(tǒng)集成芯片(SOC)中,是集成電路中一個(gè)重要的單元模塊,也是各種傳感器,AID、D/A轉(zhuǎn)換器以及通信電路中的基本元件。它的溫度穩(wěn)定性和電源電壓抑制比是影響整個(gè)系統(tǒng)精度和性能的關(guān)鍵性因素。因此,設(shè)計(jì)具有高溫度穩(wěn)定性和很好的電源電壓抑制比的基準(zhǔn)電壓源具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 基于基準(zhǔn)電壓源的重要性,本論文研究并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種具有高穩(wěn)定性的帶隙基準(zhǔn)電路。 本文在分析
2、比較各種基準(zhǔn)電壓源性能的前提下,選擇了帶隙基準(zhǔn)電壓源中的Brokaw結(jié)構(gòu)作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),并對(duì)其原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。為了進(jìn)一步提高基準(zhǔn)電壓源的性能,在深入研究溫度和電源電壓的變化對(duì)帶隙基準(zhǔn)電路穩(wěn)定性影響的基礎(chǔ)上,指出基極一發(fā)射極電壓與溫度的非線性關(guān)系以及溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)引起的偏置電流變化是造成基準(zhǔn)不穩(wěn)定的主要原因,并采用了相應(yīng)的補(bǔ)償措施。針對(duì)前者,采用了一種高階溫度補(bǔ)償法一指數(shù)曲率補(bǔ)償法來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償:通過(guò)在PTAT產(chǎn)生電路的基極引入一個(gè)小
3、電阻,從而在VREF中迭加一個(gè)溫度的指數(shù)函數(shù)項(xiàng)來(lái)達(dá)到消除高次項(xiàng)的目的;針對(duì)后者,提出了一種鉗位互補(bǔ)補(bǔ)償法來(lái)穩(wěn)定偏置電流,進(jìn)而穩(wěn)定基準(zhǔn)。另外,對(duì)所采用的運(yùn)算放大器、啟動(dòng)電路和偏置電路也進(jìn)行了研究,并設(shè)計(jì)了優(yōu)化合理的電路結(jié)構(gòu)。 通過(guò)Hspice驗(yàn)證,該電路的溫度系數(shù)僅為1.43ppm/℃,并具有0.105mV/V的電源電壓調(diào)整率和直流PSRR為65dB的高電源抑制比,以及高達(dá)-80dB的交流PSRR和低噪聲的特性。該電路不僅完全滿足
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