發(fā)布時間：2019-09-24 04:53

【摘要】：基準(zhǔn)源作為集成電路中的基本電路,具有比芯片外部電源更好的精確度和穩(wěn)定性,而帶隙基準(zhǔn)源具有低溫度系數(shù)、低壓低功耗和高電源抑制比等良好的性能,在模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、動態(tài)存儲器以及Flash存儲器等集成電路系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文介紹了帶隙電壓基準(zhǔn)源的性能指標(biāo)、基本原理和基本電路結(jié)構(gòu),并重點分析了帶隙電路的誤差來源以及溫度補(bǔ)償方法,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了帶隙基準(zhǔn)源電壓源電路。該電路采用電流模結(jié)構(gòu)的帶隙基準(zhǔn)電路實現(xiàn)了低電源電壓工作,并利用VBE線性化補(bǔ)償實現(xiàn)了在低壓下的高階溫度補(bǔ)償。為了提高基準(zhǔn)源電路的電源電壓抑制比,在傳統(tǒng)帶隙基準(zhǔn)源電壓源電路結(jié)構(gòu)中加入一級電壓減法電路,并通過將電源電壓噪聲直接饋送到反饋環(huán)路中實現(xiàn)抑制電源噪聲。在帶隙基準(zhǔn)電壓源電路的基礎(chǔ)上,通過在其輸出端接入電壓跟隨器而引出基準(zhǔn)電壓,并進(jìn)而實現(xiàn)了基準(zhǔn)電流源電路。所設(shè)計的低壓差線性穩(wěn)壓器電路是以帶隙基準(zhǔn)電壓源電路為核心,帶隙基準(zhǔn)電壓源電路提供基準(zhǔn)電壓,基準(zhǔn)電壓接入誤差放大器,誤差放大器輸出端和正向輸入端接功率管從而形成負(fù)反饋環(huán)路,利用反饋電路調(diào)節(jié)電壓使得輸出電壓保持穩(wěn)定。本文基于SMIC 0.18μm CMOS工藝庫進(jìn)行電路設(shè)計與仿真。實驗結(jié)果表明,所設(shè)計的CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源在室溫(25℃)下,穩(wěn)定工作時的輸出電壓為700.1mV,在-40~125℃的溫度范圍內(nèi),溫度系數(shù)為6.855ppm/℃,低頻時電源電壓抑制比為-95dB,參考電源在0.6~1.8V范圍內(nèi)變化時線性調(diào)整率為0.2%,低頻環(huán)路增益為-85dB,相位裕度為61°,電路啟動時間為4μs。以帶隙基準(zhǔn)電壓源為基礎(chǔ)設(shè)計的基準(zhǔn)電流源溫度系數(shù)為40ppm/℃。本文設(shè)計的低壓差線性穩(wěn)壓器仿真后實驗結(jié)果表明,負(fù)載電流在10~1000μA范圍內(nèi)變化時負(fù)載調(diào)整率為0.005%,參考電源在0.6~1.8V范圍內(nèi)變化時線性調(diào)整率為0.25%,低頻時電源電壓抑制比為-65dB。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN432

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2540680