论文部分内容阅读
众所周知，模数转换器是联系模拟世界和数字世界之间的纽带，被普遍应用在无线通信等高端电子设备中。同时，由于基准源为模拟转换器提供直流偏置电压和偏置电流，所以基准源的性能会直接影响模数转换器的指标。近几年由于集成电路不断地进步和工艺不断地革新，也推动模数转换器朝着高速高精度的方向迅速发展，所以一个具有高性能的基准源就显得极为关键。本文首先设计了一个高性能的单端带隙基准电压源电路，然后重点分析了运算放大器、电流镜等引入的非理想因素对基准源的影响。由于目前大多数高速模数转换器为了抑制共模噪声和干扰，都是处理差分信号的，所以在该带隙基准电压的基础上，设计了差分参考电压。利用Cadence工具中Spectre仿真，其结果表明：在-50℃到125℃的温度范围内，带隙基准电压的TC=6.45ppm/℃，PSRR=84.61dB。然后设计了一个工作在亚阈值区域的非带隙基准电压源电路，它可以应用到低压低功耗的电路中，仿真结果表明：工作温度范围在-20℃到120℃时，温度系数是4.862ppm/℃；工作在室温，且电源电压为1V时，得到的参考电压为243mV，电源抑制比为57.07dB，功耗为2.05nW。论文利用具有正温度系数的VBE和具有正温度系数的电阻，实现了基准电流源，在基准电流源的基础上，设计了为高速模数转换器提供比较电平和残差电压的差分参考电压。仿真结果表明：在-25℃到85℃的温度范围内，基准电流的TC=34.48ppm/℃， PSRR=116.46dB，差分参考电压的TC=32.2ppm/℃，PSRR=48.6dB。最后，基于SMIC0.35μm2P3M3.3V CMOS标准工艺，实现了差分参考电压电路的物理版图，总面积为0.84mm*0.8mm。