具有高阶曲率补偿的低压开关电容式带隙基准源研究与设计

发布时间：2023-03-10 19:08

　　随着生物医用植入式芯片、穿戴式微型传感器和无线传感网络的发展,研究设计高精度、低功耗、高集成度的电源芯片具有重要的意义。带隙基准源作为核心模块已被广泛应用于各种电源管理类芯片、模数转换器、压控振荡器等电路中,但是随着集成电路工艺的发展,电源电压越来越低,这将制约受PN结导通电压限制的传统带隙基准源在低压条件下的应用。因此,设计低功耗、高精度、高集成度的带隙基准源芯片面临挑战。本文基于0.18μm标准CMOS工艺,设计实现了一款具有高阶曲率补偿的低压开关电容式带隙基准源,该芯片主要由开关电容式钳位电路、高阶曲率补偿电路和线性组合电路组成。为了适应较低的供电电压,同时降低电路的静态功耗,本设计采用开关电容式电荷泵对输入电压进行升压,从而以较低的输入电压驱动PNP三极管,经过采样电路,无需运放即可获得负温度系数电压(CTAT电压),并通过两路CTAT电压获得正温度系数电压(PTAT电压)。为了获得较低的温度系数,本设计采用MOS管的正二阶温度特性对PNP管的负二阶温度特性进行曲率补偿。通过开关电容式钳位电路获得弱反型区MOS管的正二阶温度特性电压,并通过设置开关电容单元的数目调节PTAT电压...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外技术研究现状
    1.3 论文研究内容及组织框架
    1.4 本章小结
第二章 芯片方案设计
    2.1 低压带隙基准源理论研究与方案设计
        2.1.1 低压带隙基准源理论研究
        2.1.2 低压带隙基准源方案设计
    2.2 带隙基准源高阶曲率补偿理论研究与方案设计
        2.2.1 带隙基准源高阶曲率补偿理论研究
        2.2.2 带隙基准源高阶曲率补偿方案设计
    2.3 本章小结
第三章 芯片设计与仿真
    3.1 芯片核心电路设计与仿真
        3.1.1 低泄漏电流MOS开关设计与仿真
        3.1.2 开关电容式钳位电路设计与仿真
        3.1.3 开关电容式高阶曲率补偿电路设计与仿真
        3.1.4 开关电容式调节电路设计与仿真
        3.1.5 开关电容式线性组合电路设计与仿真
    3.2 开关电容控制电路设计与仿真
        3.2.1 环形振荡器设计与仿真
        3.2.2 电流源设计与仿真
        3.2.3 时钟控制电路设计与仿真
    3.3 芯片整体电路仿真
    3.4 本章小结
第四章 芯片版图设计与后仿真
    4.1 芯片版图设计
    4.2 芯片后仿真
    4.3 本章小结
总结与展望
    工作总结
    展望
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3758393