【摘要】：信息產(chǎn)業(yè)革命的深入發(fā)展推動了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,也使集成電路應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展和延伸。與此同時,對集成電路中各個模塊的性能要求也越來越高�；鶞孰妷涸醋鳛槟軌驗槠渌娐坊蛳到y(tǒng)提供穩(wěn)定精確的基準電壓的集成電路模塊,其性能會直接影響集成電路系統(tǒng)的整體性能。帶隙基準源以其良好的工藝兼容性、優(yōu)良的性能成為應(yīng)用最為廣泛的基準源。因此,本文重點對帶隙基準電壓源進行深入研究與設(shè)計。本文首先對帶隙基準電壓源的工作原理進行了深入的探討,分析和比較了幾種經(jīng)典結(jié)構(gòu)的帶隙基準電壓源,深入分析了影響帶隙基準電壓源性能的誤差因素,分析了帶隙基準電壓源高階溫度補償?shù)姆椒�。然�?在對帶隙基準電壓源理論分析的基礎(chǔ)之上,針對不同的應(yīng)用需求,本文設(shè)計了兩款帶隙基準電壓源。(1)針對傳統(tǒng)一階溫度補償帶隙基準源的不足,本文采用SMIC 0.18?m工藝設(shè)計了一款低溫度系數(shù)高電源抑制比的帶隙基準電壓源。在常規(guī)一階溫度補償?shù)幕A(chǔ)上,采用動態(tài)閾值MOS管產(chǎn)生溫度補償電流,修正基準源輸出的溫度曲線,降低了輸出電壓的溫度系數(shù);運用MOS管構(gòu)成的低通濾波器,濾除高頻噪聲,提高了基準源的電源抑制比。經(jīng)理論分析和仿真驗證,該帶隙基準電壓源在-40℃~130℃溫度范圍內(nèi),溫度系數(shù)為1.54 ppm/℃,電源抑制比在10 Hz頻率處為-76 dB,在100 kHz頻率處為-85dB,在15 MHz頻率處為-63 dB。(2)為滿足低電壓應(yīng)用的需求,采用SMIC 0.18?m工藝設(shè)計了一款低壓帶隙基準電壓源。用負反饋箝位電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)基準源中的運放,以減小運放失調(diào)帶來的誤差;采用分段溫度補償技術(shù)降低了輸出電壓的溫度系數(shù),利用電流模技術(shù)實現(xiàn)了低壓輸出。仿真結(jié)果顯示,在-40℃~125℃溫度范圍內(nèi),溫度系數(shù)為11.2 ppm/℃,電源抑制比為-74 dB。最后,根據(jù)集成電路版圖設(shè)計規(guī)則,對本文設(shè)計的帶隙基準電壓源進行了版圖設(shè)計。綜上所述,本文設(shè)計的兩款帶隙基準電壓源都具有較好的綜合性能,可為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路、電源管理芯片等提供高精度的基準電壓,具有較大的應(yīng)用價值。
【圖文】：

圖 4-25 加入低通濾波器后帶隙基準源電源抑制比 4-24 和圖 4-25 中電源抑制比曲線的對比，，可以看出，由100101102103104105106107108f [Hz]-120-100-80-60-40-20

列出了仿真結(jié)果和相關(guān)研究的性能參數(shù)的對比，可以看出對比文獻，電源抑制比在低頻時低于部分文獻，而在高頻有一定的優(yōu)勢。表 4-2 仿真結(jié)果和相關(guān)文獻對比文獻[5] 文獻[16] 文獻[29] 文獻[電壓/V 0.489 0.474 1.25 0.89藝/μm 0.18 0.18 0.5 0.18范圍/℃ -30-110 -40-90 -40-100 -30-8數(shù)/ppm/℃ 6.5 24.5 17 19制比/dB10Hz-75 -40 -80 -75制比/dB00Hz-61 -25 -50 -58制比/dB5MHz-59 N/A N/A -60
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN432

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張長春;呂超群;郭宇鋒;方玉明;陳德媛;李衛(wèi);;低溫度系數(shù)高電源抑制比帶隙基準源的設(shè)計[J];南京郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年02期

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本文編號：2632717