發(fā)布時(shí)間：2024-03-21 03:34

　　電壓基準(zhǔn)源是模擬集成電路中的一個(gè)重要的單元,廣泛應(yīng)用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器等集成電路中。傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)電壓源結(jié)構(gòu)由于工作電壓高,靜態(tài)功耗過大且引入了電阻造成了面積過大等問題;能源問題和芯片散熱對(duì)工作性能的影響驅(qū)使著芯片設(shè)計(jì)往低功耗方向進(jìn)行;于是低功耗的趨勢(shì)使得基準(zhǔn)源電路的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向研究CMOS電壓基準(zhǔn)源電路。但隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展,CMOS管的溝道長(zhǎng)度越來(lái)越短,在集成電路制造過程中,難免會(huì)產(chǎn)生管子各個(gè)參數(shù)的工藝偏差等非理想因素,以及在外界溫度和噪聲波動(dòng)的干擾下,會(huì)使得電路工作異常,對(duì)基準(zhǔn)源電路的穩(wěn)定性造成諸多影響;為此我們需要對(duì)電路地穩(wěn)定性加以提升。本論文從低功耗及高穩(wěn)定性的角度入手,使用TSMC65nm工藝設(shè)計(jì)一個(gè)低功耗高性能的電壓基準(zhǔn)源,它基于MOS管的亞閾值區(qū)工作,工作電流極低,大概幾個(gè)微安或者更低,確保其低功耗;此外還要保證它對(duì)工藝、溫度、電源電壓不敏感,即在外界各項(xiàng)干擾因素下,它仍能輸出穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓供給如數(shù)模轉(zhuǎn)換器或放大器做偏壓用,使得這些系統(tǒng)能正常運(yùn)行。本文首先介紹了電壓基準(zhǔn)源的種類和工作原理及其主要測(cè)量指標(biāo);之后研究搭建基準(zhǔn)源電路的兩大核心模塊:偏置電...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1帶隙基準(zhǔn)電壓源工作原理

新型基于亞閾值區(qū)的高穩(wěn)定性低功耗全MOS電壓基準(zhǔn)源第8頁(yè)共61頁(yè)第二章電壓基準(zhǔn)源電路的介紹2.1電壓基準(zhǔn)源的基本概念電壓基準(zhǔn)源是一個(gè)理想地產(chǎn)生恒定電壓的電路，而與設(shè)備上的負(fù)載，電源電壓波動(dòng)，溫度變化和芯片的工藝偏差等無(wú)關(guān)。電壓基準(zhǔn)源可提供一個(gè)穩(wěn)定的偏置電壓，用于運(yùn)算放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)....

圖2-2PTAT電壓產(chǎn)生電路

新型基于亞閾值區(qū)的高穩(wěn)定性低功耗全MOS電壓基準(zhǔn)源第10頁(yè)共61頁(yè)溫下，當(dāng)為0.7V左右時(shí)，可以算出具有-2mV/℃的溫度系數(shù)，說明本身與溫度有關(guān)，所以便是我們需要的CTAT電壓2.2.1.2正溫度系數(shù)電壓的產(chǎn)生圖2-2PTAT電壓產(chǎn)生電路由圖2-2所示，在不同的電流條件下，BJ....

圖2-4CMOS亞閾值基準(zhǔn)電壓源

新型基于亞閾值區(qū)的高穩(wěn)定性低功耗全MOS電壓基準(zhǔn)源第12頁(yè)共61頁(yè)而我們?yōu)榱诉M(jìn)一步消除短溝道器件可能存在的體效應(yīng)，需要將MOS管的襯底和源極相連。由此得到的基準(zhǔn)源電壓為：=K·=1·2+1(2-17)其中K為5和2的寬長(zhǎng)比之比。因此，通過恰當(dāng)?shù)剡x取N、K、2/1這三個(gè)值，我們就能....

圖3-1輸出特性曲線及其等效阻抗結(jié)構(gòu)示意圖

新型基于亞閾值區(qū)的高穩(wěn)定性低功耗全MOS電壓基準(zhǔn)源第17頁(yè)共61頁(yè)==()2·=1+=+(3-3)式(3-3)中，=1/，輸出阻抗受輸出電流與輸出電壓的共同影響，因此輸出阻抗將表現(xiàn)出一定的非線性變化。在長(zhǎng)溝近似下，若=0，則輸出阻抗受的非線性影響被有效抑制，但通過的調(diào)制作用則近似....

本文編號(hào)：3933764