高精度低漂移集成電壓源研究.pdf

1、基準(zhǔn)電壓源廣泛應(yīng)用于各種模擬集成電路、數(shù)?；旌闲盘柤呻娐泛拖到y(tǒng)集成芯片(SOC)中，是集成電路中一個重要的單元模塊，也是各種傳感器，A/D,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系統(tǒng)精度和性能的關(guān)鍵性因素。因此，設(shè)計具有高溫度穩(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)實意義。
　　基于基準(zhǔn)電壓源的重要性，本論文研究并設(shè)計實現(xiàn)了一種具有高穩(wěn)定性的帶隙基準(zhǔn)電路。本文在分析比較各種

2、基準(zhǔn)電壓源性能的前提下，最終選擇了以基于PTAT(與絕對溫度成正比)改進(jìn)的帶隙基準(zhǔn)源電路作為設(shè)計的基礎(chǔ)，并對其原理進(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)系是造成基準(zhǔn)不穩(wěn)定的主要原因，針對這種情況，采用了環(huán)路補償方法來進(jìn)行高階溫度補償:利用環(huán)路補償電流(INL)的非線性特性去補償基射結(jié)電壓(VBE)的非線性。并且將補償電流(IN

3、L)和與絕對溫度成正比的電流(IPTAT)直接相加實現(xiàn)了很好的補償。不僅結(jié)構(gòu)簡單還獲得了較好的溫度系數(shù)。輸出端采用了一種可編程結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)多種輸出電壓，來滿足不同基準(zhǔn)電壓的要求。另外，對所采用的運算放大器、啟動電路和溫度保護(hù)電路也進(jìn)行了研究，并設(shè)計了優(yōu)化合理的電路結(jié)構(gòu)。
　　該電路采用SMIC0.18μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝實現(xiàn)，并用Spectre進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明，在常溫27℃下，當(dāng)電源電壓為3.3V，溫度范圍為-40～125℃時，