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基准电压源是在电路系统中为其它功能模块提供高精度的电压基准,或由其转化为高精度电流基准,为其它功能模块提供精确、稳定的偏置的电路。它是模拟集成电路和混合集成电路中非常重要的模块。基准源输出的基准信号稳定,与电源电压、温度以及工艺的变化无关。本文在研究带隙基准基本原理的基础上,分别设计了三款CMOS带隙基准电路。第一款是应用于DAC的带隙基准电路。该基准电路的核心采用了PNP晶体管串联来减小运放失调,运放采用的是具有高输入摆幅的折叠式共源共栅结构,偏置电路采用了低压共源共栅电流镜和自偏置低压共源共栅电流镜等结构来为整个基准电路提供偏置。本文基于SMIC 0.35μm工艺模型库,采用Hspice仿真工具对该基准电路进行仿真,仿真结果为:温度扫描从-40℃到100℃,基准源的温度系数为15.7ppm/℃;电源抑制比在1kHz时为75dB,10kHz时仍有58dB。仿真结果表明,该基准电路完全能在DAC系统中正常工作。第二款是应用于LDO的带隙基准电路。该基准采用共源共栅电流镜结构来获得高电源抑制比。本文基于SMIC 0.35μm工艺模型库,采用Hspice仿真工具对该基准电路进行仿真,仿真结果为:在1kHz时,电源抑制比为80dB,基准源的温度系数为24ppm/℃,静态电流小于41μA。仿真结果表明,该基准电路完全能在LDO系统中正常工作。第三款是针对高精度要求的低电源电压系统而设计的低温度系数低压带隙基准电路。本文基于SMIC 0.35μm工艺模型库,采用Hspice仿真工具对基准电路进行仿真,仿真结果为:当温度从-40℃到100℃扫描时,基准输出随温度的变化仅为0.3mV,基准源的温度系数仅为2.14ppm/℃。当电源电压从1.2V到3V变化时,基准输出电压能正常工作。仿真结果表明,该基准电路完全能在高精度要求的低电源电压系统中正常工作。