【摘要】：本文設(shè)計了一種基于斬波調(diào)制技術(shù)以及二次曲率補償?shù)膸痘鶞试?使用Hspice仿真工具進行仿真,基于0.55um CMOS工藝流片,并使用高低溫設(shè)備進行測試驗證。文中所采用的二次曲率矯正技術(shù),可以使得基準源在-40℃~125℃的溫度范圍內(nèi),溫度系數(shù)小于20ppm/℃。經(jīng)過驗證,該帶隙基準模塊可以適用于電源管理類芯片,DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器拓撲電路中,作為輸出采樣反饋的參考電壓。本文首先闡述了傳統(tǒng)帶隙基準源的基本原理,分析了其由于運放結(jié)構(gòu)中輸入失調(diào)電壓引起的輸出精度降低的原因,繼而引出常用的抑制失調(diào)電壓的方法和斬波調(diào)制技術(shù)的原理。其次對包含斬波調(diào)制的帶隙基準源的各個子模塊電路的設(shè)計和電路實現(xiàn)進行逐層解析,其中包括偏置電路,啟動電路等。接著介紹了傳統(tǒng)一階溫度系數(shù)補償?shù)脑?繼而提出二次曲率補償?shù)姆椒?并通過電路仿真展示了二階的效果。論文最后介紹了版圖設(shè)計和驗證方案。通過使用高低溫,直流電壓源等設(shè)備,對流片封裝后的芯片進行測量,對所設(shè)計的模塊各參數(shù)加以驗證,根據(jù)實測結(jié)果校驗設(shè)計的準確性從而完成從設(shè)計到驗證的全過程。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN432
【圖文】：

圖 1-1 典型 PWM 電源芯片控制環(huán)路[41]Fig.1-1 Typical PWM power IC control loop[41]統(tǒng)帶隙基準源的架構(gòu)過下圖 1-2 所示的帶隙基準一般原理圖可知，帶隙基準電壓源的輸由不同溫漂特性的兩部分電壓組成：其中一部分是正溫度系數(shù)，另則是負溫度系數(shù)。將不同溫度特性的電壓乘以合適的比例系數(shù)，就系數(shù)。通過兩個 VBE的差產(chǎn)生的一個熱電壓 VT(=kT/q)，產(chǎn)生的正溫絕對溫度成正比，室溫下的溫度系數(shù)為+0.085 mV/°C。負溫度系數(shù)下溫度系數(shù)為-2.2mV/°C 的 pn 結(jié)二極管產(chǎn)生電壓 VBE。將得到的 VT疊加上電壓 VBE，可以得到輸出電壓 Vref的表達式為：Vref= V K × VT式（1-1）對其求導(dǎo)，用 VBE和 VT的溫度系數(shù)求出理論上零溫度系

圖 1-2 帶隙參考源的一般原理[16]Fig.1-2 Schematic of bandgap[16]準的基本結(jié)構(gòu)如圖 1-3。R1和 R2是等值電阻，連，R1 的另一端連接 BJT 的發(fā)射集，晶體管連接電阻R3。兩個等值電阻的另一端也連在運 R1和 R2上的電流 I1和 I2相等, 則有 I1=I2= 溫度系數(shù)，所以最后的參考電壓輸出表達式 = V I × R = V K × V 3。通過選取合適的 R1和 R3值, 可以使得到數(shù)與電阻的溫度系數(shù)也無關(guān)。

圖 1-2 帶隙參考源的一般原理[16]Fig.1-2 Schematic of bandgap[16]的基本結(jié)構(gòu)如圖 1-3。R1和 R2是等值電阻，R1 的另一端連接 BJT 的發(fā)射集，晶體接電阻R3。兩個等值電阻的另一端也連在R1和 R2上的電流 I1和 I2相等, 則有 I1=I2度系數(shù)，所以最后的參考電壓輸出表達 = V I × R = V K × V 。通過選取合適的 R1和 R3值, 可以使得與電阻的溫度系數(shù)也無關(guān)。

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本文編號：2792720