基于雙極型工藝的帶隙基準(zhǔn)電路的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、帶隙基準(zhǔn)電壓源是模擬集成電路中的基本模塊，在各類電路中均有廣泛應(yīng)用。本文首先概述了帶隙基準(zhǔn)的發(fā)展歷史和發(fā)展方向，闡述了基于雙極工藝設(shè)計(jì)帶隙基準(zhǔn)的優(yōu)勢和特點(diǎn)，指出了本課題的研究意義。接著介紹了本設(shè)計(jì)中相關(guān)的器件理論與工藝模型。闡述了帶隙基準(zhǔn)的基本原理，詳細(xì)介紹了幾種帶隙基準(zhǔn)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)及基準(zhǔn)主要性能指標(biāo)，分析了影響基準(zhǔn)性能的誤差因素。然后基于充電管理系統(tǒng)的應(yīng)用需求，分別確定了所要設(shè)計(jì)的兩種帶隙基準(zhǔn)電壓源電路，并比較了這兩款基準(zhǔn)在結(jié)構(gòu)與性能上

2、的差異。對幾種典型的帶隙基準(zhǔn)溫度系數(shù)補(bǔ)償方法作了詳細(xì)介紹，分析了這些方法在本文應(yīng)用環(huán)境和電路結(jié)構(gòu)中的適用性，最終選擇利用兩種不同類型電阻的溫度系數(shù)差異，產(chǎn)生可以補(bǔ)償三極管基極發(fā)射極電壓高階項(xiàng)的PTAT2和PTAT3電壓，對所設(shè)計(jì)帶隙基準(zhǔn)的溫度系數(shù)指標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化。
　　采用CSMC2um36V雙極工藝，利用Cadence Spectre仿真工具對整個(gè)電路進(jìn)行前仿真。分析了采用電阻補(bǔ)償法在實(shí)現(xiàn)溫度系數(shù)補(bǔ)償過程中的誤差問題，并提出解決辦

3、法。利用Cadence Virtuoso工具繪制了所設(shè)計(jì)基準(zhǔn)電路的版圖，分析了雙極型工藝版圖驗(yàn)證過程中的模型匹配問題，并提出解決辦法。最后，利用Hspice對電路進(jìn)行了后仿，其中開關(guān)電源芯片中的帶隙基準(zhǔn)溫度系數(shù)為3.18ppm/℃，在0～71.3Hz頻率范圍內(nèi)電源抑制比大于98.8dB，線性調(diào)整率為0.01mV/V，啟動(dòng)時(shí)間約為15.2us，欠壓鎖定的開啟電壓為14.7V，關(guān)斷電壓為8.85V;充電控制芯片中的的帶隙基準(zhǔn)電路溫度系數(shù)為2