一种高精度BiCMOS带隙电压基准源的设计.pdf

西南交通大学
硕士学位论文
一种高精度BiCMOS带隙电压基准源的设计
姓名:李淼
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:冯全源
20070301
要摘带隙基准电压源之所以是模拟电路中重要的模块,是因为它能够提供西南交通大学硕士研究生学位论文第近年来由于集成工艺水平的提高,电路设计技术的不断改进,模拟集成电路的设计得到较大的进展,同时对电路的性能提出新的挑战。目前随着便携式电子系统的普遍应用,对模拟集成电路的各方面性能也有了更高的要求。近似恒定的参考电压,这个电压不随温度,电源电压,工艺的变化而变化。,模/数转换器/,数/模转换器/以及存储器等电路当中得到广泛应用。同时,带隙基准电压源电路的结构简单,可靠性较高,可以用标准工艺实现,适宜于大规模生产,目前己成为集成电路当中最流行的一种基准电压产生器。本论文对当前流行的电源管理芯片中的重要模块基准电压源进行了研究,,高电源抑制带隙电压基准源,整个电路采用了工艺。它采用了共源共栅电流镜结构,并在电源内部加入了一个两级运算放大器,两级运放输出用于自身偏置电路,合理的设计获得了高的电源抑制比。在抑制温漂方面我们利用了%,的负温度系数和△%。的挛露认凳⑹褂昧刖晕露瘸烧的方法对温度进行了~级补偿。整个电路采用进行迸行仿真,仿真结果显示当温度为一℃~℃,输出基准电压变化小于,低频电源抑制比达到以上。关键词:带隙基准;;;
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第滦髀引言初期,早期的几代产品都是偷摹兰椭衅诜⒚鞯幕ゲ筂器件赐辈捎胣型和途骞,引起了半导体工业的一场革命。技术很快占领了数字市场,门只在开关期间消耗功率以及只需很少的小。而且,例电路被证明具有较低的制造成本。紧接着的一个明显进步了器件的速度,在过去的年里,骞鼙菊魉俣鹊脑黾映世纪年代初期,数字信号处理算法的功能日益增强,传统上用用都不可能被数字电路取代:匀唤缧藕诺拇恚数字通信。排驱动电子学。尴呓邮掌鳌光接收器。ǜ衅鳌微处理器和存储器。同时,模拟电路的设计也存在着一些困难:,这早于双极型晶体管的发明,然而由于制造技术的限制,际踝呦蚴涤玫氖奔浔冉贤恚兰甏元件。这也是它与相应的双极型或电路所具有的两个显著特点。此外,人们很快发现,与其他类型的晶体管相比,骷某叽绾苋菀装幢壤是将技术应用于模拟电路设计,较低的制造成本和在同一芯片上同时包含模拟和数字电路以改善整体性能和降低封装成本使技术更具有吸引力。但是当时的与双极型晶体管相比,它的缺点是速度相当慢,噪声相当大,这使其应用受到限制。技术后来在模拟市场占主导地位的主要推动力是器件尺寸的按比例缩小,因为尺寸按比例缩小不断地提高过了三个数量级,已经交的可以和双极型晶体管相比较,现在几哪拟电路已经生产“。模拟电路形式实现的功能很容易在数字领域内完成,。在以下一些领域当中,不管数字技术如何先进,模拟电路的作度、功耗、增益、精度、电源电压等多种因素间进行折衷:模拟信号处理
研究的背景及意义电路要敏感的多:器件的二级效应对模拟电路性能的影响比对数字电路性体工业一个重要的目标是用制造数字产品的主流集成电路技术来设计模拟业的战略地位越来越重要,它己成为事关国民经济、国防建设、人民生活节流过自身的电流来抵消电源电压的变化对它造成的影响。但这需要较高的电源电压才能使二极管反向击穿,对于电源电压在以下的电路设计并不合适。还有~种技术是在斛工艺中基于增强型芎秃木⌒蚆管离子注入的浓度将直接影响艿拿胖档缪梗沟檬涑龅牟慰嫉缪怪挡西南交通大学硕士研究生学位论文第过程中要求速度和精度的同时,模拟电路对噪声,串扰和其它干扰比数字能的影响要严重的多:高性能模拟电路的设计很少能够自动完成,通常每一个元件都要“手工设计”。相反许多数字电路都是自动综合和布局的。尽管模拟电路设计已经有了巨大的发展,但模拟电路许多效应的建模和仿真仍然存在难题,迫使设计者利用经验和直觉来分析仿真结果合执氲电路。由于这种主流技术是为数字电路开发的,具有数字电路的特征,它不容易被模拟电路设计所利用,因而为了设计出高性能的电路,需要开发新颖的电路和结构。因此,模拟电路永远也不可能被数字电路所取代,在复杂系统当中,模拟电路的好坏将直接影响数字电路功能的实现,研究惦模拟集成电路具有深刻意义。集成电路是现代信息产业和信息社会的基础,是改造和提升传统产业的核心技术。随着全球信息化、网络化和知识经济