【摘 要】
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基准电压源是集成电路中应用最广泛的芯片之一,A/D或者D/A转换系统需要使用高精度基准电压源来提供一个参考电压。而且在高性能IC器件中,有许多电路需要工作在较宽的温度范围内,这对于带隙基准提出了更高的设计要求。本文研究基于CMOS工艺下高精度、宽温度范围内的基准电压源设计。本文通过使用曲率补偿技术、斩波技术以及修调技术,实现高精度带隙基准。理论分析和计算了曲率补偿点和补偿参数等,以补偿带隙基准电压
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基准电压源是集成电路中应用最广泛的芯片之一,A/D或者D/A转换系统需要使用高精度基准电压源来提供一个参考电压。而且在高性能IC器件中,有许多电路需要工作在较宽的温度范围内,这对于带隙基准提出了更高的设计要求。本文研究基于CMOS工艺下高精度、宽温度范围内的基准电压源设计。本文通过使用曲率补偿技术、斩波技术以及修调技术,实现高精度带隙基准。理论分析和计算了曲率补偿点和补偿参数等,以补偿带隙基准电压的非线性温度变化;深入研究了修调技术,提出了两点8位修调方案,提高了带隙基准电压的初始精度,降低了其温度系数;通过设计斩波电路,减少了直流失调和1/f噪声。采用蒙特卡洛仿真与运放失配仿真,对斩波电路的有效性进行了验证,并分析了斩波电路的时钟对精度的影响。基于华虹0.18μm CMOS工艺完成了高精度、宽温度范围内的带隙基准电路设计、仿真以及版图设计。仿真结果表明,在供电电压范围为1.5V～4V,温度-40℃～125℃范围内,全工艺角下,温度系数均<4ppm/℃,输出电压值为1.132V,在蒙特卡洛仿真400组数据下,输出电压平均值为1.13219V,标准差为0.002873,平均静态电流仅为65μA,低频电源抑制高达83d B。
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