高精度带隙基准电压源的研究与设计

发布时间：2020-09-24 19:40

　　 近些年来,随着电子产品的不断升级换代,对芯片的性能要求也不断提高。带隙基准电压源负责为系统提供高精度基准电压,其性能直接影响到整个系统的性能,因此带隙基准电压源的设计技术是模拟集成电路中关键技术,也一直是研究热点。论文给出了一种基于华虹HHNEC GE0.35um工艺的高精度、低温度系数、宽温度范围的带隙基准电压源的完整设计方案,这种带隙基准源要求在-40℃至125℃温度范围内具有2ppm/℃的低温度系数,-100μA至15mA的输出电流能力,0.1μF-100μF自由负载电容能力,低于60μA的静态电流,以及达到±0.04%的初始精度。当前国内外对带隙基准源已经有了大量的研究和设计,主要设计难点有:现有的工艺普遍存在较大的工艺误差,会直接影响带隙基准源的性能,所以必须使用修调技术;为了实现较低的温度系数,必须对带隙进行高阶温度补偿,而已有高阶温度补偿方法普遍对工艺误差敏感。论文给出了一种特殊的温度补偿方案,并设计了一种熔丝修调电路来实现这种补偿方式,有效降低了带隙基准源的温度系数;通过合理选择放大器和驱动器以及频率补偿方法,解决了自由负载电容下的稳定性问题;针对低功耗问题给出了利用上电复位信号读取熔丝状态的方法,设计了相关电路,降低了修调电路部分的功耗;为降低修调工作的附加成本,研究了流片后在单一温度点下确定修调参数的方法,并给出了一种有效的解决方案。整体系统在Hspice软件下仿真,给出了全面的仿真结果,仿真结果表明,在全工艺角条件下和-40℃至125℃温度范围内,在理想修调条件下实现了带隙基准电压源温度系数小于2ppm/℃的要求,可以保证吸收100μA的电流和输出15mA电流能力,在0.1μF-100μF之间任意负载电容下系统均可以保持稳定,PSRR在不同电源电压下均大于-100dB,系统整体静态电流在65μA以下。
【学位单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN432
【部分图文】：

图 3.9 无温度补偿带隙输出电压 图 3.10 室温补偿带隙输出电压Fig. 3.9 The bandgap output voltage of Fig. 3.10 The bandgap output voltage ofwithout temperature correct room temperature correct

图 3.9 无温度补偿带隙输出电压 图 3.10 室温补偿带隙输出电压Fig. 3.9 The bandgap output voltage of Fig. 3.10 The bandgap output voltage ofwithout temperature correct room temperature correct

图 3.9 无温度补偿带隙输出电压 图 3.10 室温补偿带隙输出电压Fig. 3.9 The bandgap output voltage of Fig. 3.10 The bandgap output voltage ofwithout temperature correct room temperature correct

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本文编号：2826180