本文關鍵詞：高精度帶隙基準電壓源的設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基準源作為模擬集成電路中的重要模塊,向其它電路模塊提供高精度的電壓基準或電流基準,其輸出電壓或電流不隨溫度、電源電壓、工藝、負載變化。近些年來,隨著半導體技術的飛速發(fā)展,以及電路系統(tǒng)性能不斷提升,基準源作為核心模塊,其性能好壞將直接影響整個電路系統(tǒng)的穩(wěn)定。因此,研究高性能基準源顯得尤為重要。為了滿足未來高性能系統(tǒng)對基準源的要求,本文對基準源的精度、溫漂、電源抑制比等參數進行了優(yōu)化,設計了一款可修調的高精度、低溫漂帶隙基準電壓源。在傳統(tǒng)Brokaw型帶隙基準源電路結構的基礎上,采用多晶硅電阻負溫度系數補償技術,可實現二階曲率溫度補償效果,在不增加過多器件的同時降低了基準電壓的溫漂;引入電壓負反饋環(huán)路,電源電壓抑制能力得到較大提高;設計電阻修調網絡,保證了基準電壓的精度。電路基于雙極工藝設計和制造,測試結果表明:在-55℃~125℃溫度范圍內,15V電源電壓下,基準源穩(wěn)定輸出電壓為2.5V±6mV,溫度系數為12ppm/℃,低頻時電源抑制比為-105dB,靜態(tài)電流不超過1.5mA,重載時輸出電流能力達到10mA。
【關鍵詞】：帶隙基準 溫度補償 電壓負反饋 電阻修調
【學位授予單位】：西安微電子技術研究所
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN431.1
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第一章 緒論7-12
• 1.1 課題研究背景和意義7-8
• 1.2 國內外研究的歷史、現狀與趨勢8-10
• 1.2.1 基準源的歷史8-9
• 1.2.2 國內外研究現狀及趨勢9-10
• 1.3 論文的主要工作及論文結構10-12
• 1.3.1 論文的主要工作10-11
• 1.3.2 論文結構11-12
• 第二章 帶隙基準電壓源12-36
• 2.1 基準源的性能參數12-14
• 2.1.1 精度（Accuracy）12
• 2.1.2 溫度系數(Temperature Coefficient，TC)12
• 2.1.3 電源電壓抑制比（Power Supply Rejection Ratio，PSRR）12-13
• 2.1.4 負載調整率（Load Regulation）13
• 2.1.5 線性調整率（Line Regulation）13
• 2.1.6 靜態(tài)電流（Quiescent Current）13
• 2.1.7 啟動時間13
• 2.1.8 噪聲13-14
• 2.2 基準源的基本類型14-18
• 2.2.1 零階基準電壓源14-15
• 2.2.2 一階基準電壓源15-17
• 2.2.3 二階基準電壓源17-18
• 2.3 帶隙基準電壓源理論分析18-21
• 2.3.1 PN結電壓溫度特性18-19
• 2.3.2 VBE公式的非理想因素19
• 2.3.3 ΔVBE的正溫度特性19-20
• 2.3.4 帶隙基準電壓的產生20-21
• 2.4 傳統(tǒng)帶隙基準電壓源結構21-23
• 2.4.1 Widlar型帶隙基準電壓源21
• 2.4.2 Brokaw型帶隙基準電壓源21-22
• 2.4.3 CMOS帶隙基準電壓源22-23
• 2.5 帶隙基準電壓源關鍵技術23-35
• 2.5.1 高階溫度補償技術23-30
• 2.5.2 電源抑制比增強技術30-33
• 2.5.3 提高精度修調技術33-35
• 2.6 本章小結35-36
• 第三章 高精度帶隙基準電壓源的設計36-57
• 3.1 設計指標36
• 3.2 設計思想36-37
• 3.3 整體電路設計37-46
• 3.3.1 啟動電路38-39
• 3.3.2 帶隙基準核心電路39-40
• 3.3.3 A、B點鉗位電路40-43
• 3.3.4 輸出級43
• 3.3.5 電阻修調網絡43-46
• 3.4 仿真結果與分析46-56
• 3.4.1 直流（DC）特性仿真分析46-53
• 3.4.2 交流（AC）特性仿真分析53-55
• 3.4.3 瞬態(tài)（TRAN） 特性分析55-56
• 3.5 本章小結56-57
• 第四章 版圖設計與驗證57-68
• 4.1 工藝器件模型57-61
• 4.1.1 NPN晶體管57-58
• 4.1.2 PNP晶體管58
• 4.1.3 電阻58-60
• 4.1.4 電容60-61
• 4.2 版圖設計規(guī)則及匹配性設計61-65
• 4.2.1 設計規(guī)則61-62
• 4.2.2 匹配性設計62-65
• 4.3 基準電壓源的版圖設計65-66
• 4.3.1 三極管的版圖設計65
• 4.3.2 電阻修調網絡版圖設計65-66
• 4.3.3 帶隙基準源整體版圖66
• 4.4 版圖驗證66-67
• 4.4.1 DRC驗證66-67
• 4.4.2 LVS驗證67
• 4.5 本章小結67-68
• 第五章 測試結果與分析68-76
• 5.1 基準源實際芯片68
• 5.2 測試環(huán)境68-69
• 5.3 芯片測試結果69-73
• 5.3.1 基準初始電壓69
• 5.3.2 溫度特性69-70
• 5.3.3 線性調整率70-71
• 5.3.4 負載調整率71
• 5.3.5 靜態(tài)電流71-72
• 5.3.6 設計指標實測值72
• 5.3.7 其他實驗72-73
• 5.4 優(yōu)化性能參數73-75
• 5.4.1 影響溫度系數的因素73-75
• 5.4.2 優(yōu)化措施75
• 5.5 本章小結75-76
• 第六章 總結與展望76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-83
• 攻讀學位期間參加的工作及取得的研究成果83-84

  本文關鍵詞：高精度帶隙基準電壓源的設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：283049