低功耗高精度帶隙基準源的設(shè)計.pdf

1、帶隙基準源廣泛地應(yīng)用于各種模擬以及模數(shù)混合集成電路中,如A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、電壓調(diào)諧器以及偏置電路等,為系統(tǒng)提供與電源電壓、溫度以及工藝變化無關(guān)的基準電壓或電流。基準源性能的好壞直接影響著整個系統(tǒng)的性能,因此起著至關(guān)重要的作用。 本課題的目標是為數(shù)字電視調(diào)諧芯片提供穩(wěn)定的基準偏置,以此為依托,本文系統(tǒng)地闡述了帶隙基準電壓源與基準電流源的設(shè)計實現(xiàn)過程。帶隙基準電壓源采用一階溫度補償技術(shù)實現(xiàn),其中帶隙核心電路通過運算放大器來鉗制電

2、位,以此來獲得產(chǎn)生基準電壓所需的與絕對溫度成正比的電流。為減小運放失調(diào)電壓所帶來的誤差,溫度補償電路采用了兩級VBE疊加的結(jié)構(gòu)。此外,電路中引入了新型快速可控啟動電路,可以在很短的時間內(nèi)開啟或者關(guān)閉基準源電路,增加了電路使用的靈活性?；鶞孰娏髟吹膶崿F(xiàn)是通過將基準電壓經(jīng)電壓-電流(V-I)轉(zhuǎn)換電路來獲得。V-I轉(zhuǎn)換電路由高增益運算放大器、NMOS管、電阻及輸出級電流鏡構(gòu)成,其中電阻采用了兩種具有相反溫度系數(shù)的多晶電阻線性疊加實現(xiàn),以減少其

3、對輸出基準電流溫度系數(shù)的影響。同時在電流輸出級添加了電流鏡微調(diào)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)對輸出基準電流的微調(diào),在一定程度上彌補了因電阻的偏差而無法獲得準確預(yù)期電流的缺陷。 本文所描述的基準電流源最終應(yīng)用于數(shù)字電視調(diào)諧器專用芯片中,采用Chartered 0.25μm N阱CMOS工藝實現(xiàn)。測試結(jié)果表明,輸出基準電流在-20℃～80℃溫度范圍內(nèi)的相對變化量約為1％：低頻段的電源抑制接近90dB,高頻段電源抑制大于30dB：在電源電壓波動20％的范