低压带隙基准源的设计

发布时间：2020-03-17 19:28

【摘要】：带隙基准源模块广泛的应用于模拟和混合集成电路中,如A/D、D/A转换器等。随着集成电路特征尺寸的不断减小,电源电压不断降低,当电源电压低于1.5V时,传统的带隙基准源电路已经无法工作,于是一种可以在低电源电压下正常工作的低压基准源便应运而生。同时,随着高精度系统、便携式设备和数模混合集成电路的发展,对基准源的温度系数、低功耗设计和电源抑制比(PSRR)都提出了更高的要求。这些要求无疑对低压带隙基准源的设计提出了更大的挑战。 本文首先概述了基准电压源的发展历史和研究现状,介绍了基准电压源的技术指标,阐述了基准电压源的理论基础。在此基础上,基于TSMC 0.13μm 1P8M标准CMOS(1.2V)工艺,按照设计要求实现了一种低压电流模带隙基准电压源,包括前端电路设计到后端版图设计验证并进行了流片测试。后仿结果显示,在-40oC-130 oC的温度范围内,基准源输出电压变化了0.65mV,温度系数为5.46ppm/ oC;电源电压由1.05V变化到1.5V时,基准源输出电压变化了0.8mV,低频(1kHz)时基准源输出电压的电源抑制比为-55.76dB。实测结果显示,在27 oC-130 oC的温度范围内,基准源输出电压变化了3.2 mV,温度系数为44.4ppm/ oC;电源电压由1.1V变化到1.3V时,基准源输出电压变化了0.4mV。结果表明,电路基本达到了设计要求,具备良好的性能指标。
【图文】：

gap Core Low Pass Filter Output Buffer Output图 3.1 基准电压源的总体框图3.2 基准电压源的设计3.2.1 基准电压源核心部分电路设计基准电压源核心部分电路如图 3.2 所示，包括：基准电压源产生电路和启动

30 低压带隙基准源的设计图 3.7 运算放大器的频率特性仿真结果2．噪声仿真图 3.8 为运算放大器的输入端等效噪声的仿真结果，其中扫描频率由 0.1H到 1GHz。由图 3.8 可见，，运放的输入端等效噪声在频率为 10Hz 时，等于1.69μV/sqrt(Hz)；在频率为 1kHz 时，等于 163.7nV/sqrt(Hz)。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TN432

【引证文献】

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2 余昭杰;基于建立—向下偏转过程11-bit 1-MS/s逐次逼近型模数转换器的设计[D];吉林大学;2013年

3 张静;CMOS带隙基准源高阶温度补偿的设计与仿真[D];西南交通大学;2013年

4 曹帆;基于CMOS0.13μm工艺的1.2V电流舵型DAC设计[D];西安电子科技大学;2013年

5 张济清;带隙基准IP核的研究与设计[D];西安电子科技大学;2013年

6 杨晓春;高性能双节锂离子电池保护电路的设计[D];电子科技大学;2013年

本文编号：2587589