基于雙極型工藝的帶隙基準電路的研究與設計.pdf

1、帶隙基準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用。本文首先概述了帶隙基準的發(fā)展歷史和發(fā)展方向，闡述了基于雙極工藝設計帶隙基準的優(yōu)勢和特點，指出了本課題的研究意義。接著介紹了本設計中相關的器件理論與工藝模型。闡述了帶隙基準的基本原理，詳細介紹了幾種帶隙基準的經(jīng)典結(jié)構及基準主要性能指標，分析了影響基準性能的誤差因素。然后基于充電管理系統(tǒng)的應用需求，分別確定了所要設計的兩種帶隙基準電壓源電路，并比較了這兩款基準在結(jié)構與性能上

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

3、法。利用Cadence Virtuoso工具繪制了所設計基準電路的版圖，分析了雙極型工藝版圖驗證過程中的模型匹配問題，并提出解決辦法。最后，利用Hspice對電路進行了后仿，其中開關電源芯片中的帶隙基準溫度系數(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，啟動時間約為15.2us，欠壓鎖定的開啟電壓為14.7V，關斷電壓為8.85V;充電控制芯片中的的帶隙基準電路溫度系數(shù)為2