由于集成电路中的器件参数会随着制造工艺和环境温度变化,这就使得电路的仿真结果同测试结果不可避免的存在一定的偏差。可以在设计初期阶段考虑温度变化、工艺偏差对电路的性能产生的影响,增加相应的补偿机制,使得电路在各种环境下都可以保持稳定的性能。本文首先分析温度和工艺偏差对电路造成的影响,然后在查阅大量温度工艺补偿技术相关文献的基础上,总结各种典型的温度和工艺补偿技术,并将其分为两大类:具有通用性的温度/工艺补偿技术和针对具体应用的具有温度/工艺补偿的功能电路。然后分别对这两类进行研究和分析,在研究的过程中得到了一些实用的新型电路。对第一类,即通用性技术,主要研究了温度传感器和工艺监测器这两个模块,并且分别设计了具有数字输出的对应模块,尤其是设计并分析了一个新颖的工艺监测器,可以得到与工艺相对应的数字输出。对第二类,即具体应用性技术,以基于环路振荡器的窗口式模数转换器和混合式数字脉宽调制器这两个DC-DC电源管理芯片中的关键模拟模块为例,进行了详细的温度和工艺补偿的研究。创新性提出了一种对环振型ADC进行温度补偿的新型技术。该技术采用一种基于固定数的计数算法以及CTAT电流偏置技术来补偿温度对输出的影响,不需要任何额外的校准机制。模拟结果证明,通过采用这种技术,在考虑了0℃到100℃的温度变化的条件下,环振型模数转换器的分辨率可以达到2mV/LSB(输入电压的范围为120mV,采样频率为100KHz)。创新性提出了一种新型的混合式数字脉宽调制器。该脉宽调制器基于混合环路振荡器/计数器的结构。与已有的延迟线/计数器结构相比,由于该数字脉宽调制器采用了温度/工艺补偿技术和一种新型的数字控制器,使其不但可为DC-DC变换器提供一个不随温度/工艺角变化的时钟,而且可以工作在更高的时钟频率,适用于高频应用场合。仿真结果表明该混合式数字脉宽调制器工作的时钟频率可达到157.7MHz,并且在0℃到100℃的温度范围内及所有工艺角下的最大偏移只有±5.7%。