基于0.18μmcmos工藝的高精度帶隙基準(zhǔn)源的研究與設(shè)計(jì)

1、密 級(jí)桂林電子科技大學(xué)碩 士 學(xué) 位 論 文題 目 基于 基于 0.18-μm CMOS 工藝的高精度帶隙基準(zhǔn)源的 工藝的高精度帶隙基準(zhǔn)源的研究與設(shè)計(jì) 研究與設(shè)計(jì)（英 （英 文） 文） Research and Design of High Precision BandgapReference Source Based on 0.18-μm CMOS Technology研 究 生 學(xué) 號(hào): 1302202021研 究 生 姓 名: 李

2、連輝指導(dǎo)教師姓名、職務(wù) 指導(dǎo)教師姓名、職務(wù): 段吉海 教授申 請(qǐng) 學(xué) 位 門 類: 工學(xué)碩士學(xué) 科、專 科、專 業(yè) 名 稱: 電子科學(xué)與技術(shù)提 交 論 文 日 期: 2016 年 4 月論 文 答 辯 日 期: 2016 年 6 月摘 要I摘 要帶隙基準(zhǔn)電壓源作為集成電路系統(tǒng)芯片內(nèi)部的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于DC/DC 轉(zhuǎn)換器、高速 A/D 等高性能模擬芯片之中。之所以能成為芯片內(nèi)部的重要組成部分，是因?yàn)樗軌蛱峁┮粋€(gè)近似穩(wěn)定的輸出電壓

3、，這個(gè)輸出電壓不隨溫度，工藝和電源電壓的改變而變化。 在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中， 不同種類的基準(zhǔn)源表現(xiàn)出的作用也就有所差異，在對(duì)波紋噪聲敏感的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器芯片中，對(duì)基準(zhǔn)電壓源的精度要求很高， 而在鋰電池充電管理芯片中卻偏重于功耗和低壓方面， 在精度保證的前提下如何降低功耗是鋰電池芯片設(shè)計(jì)中最重要的環(huán)節(jié)。本文是基于 SMIC 0.18-μm 1P6M CMOS 工藝下，采用 Cadence 的 Spectre RF 仿真工具對(duì)電路進(jìn)行仿

4、真驗(yàn)證的。 本文針對(duì)電源管理芯片中對(duì)基準(zhǔn)源的需求設(shè)計(jì)出三種不同性能的帶隙基準(zhǔn)電壓源。 一種為低壓輸出的帶隙基準(zhǔn)電壓源， 采用的是一階補(bǔ)償架構(gòu)，在-40℃~125℃溫度范圍內(nèi)得到溫漂系數(shù)為 17ppm/℃的基準(zhǔn)電壓；一種為低溫漂高電源抑制比帶隙基準(zhǔn)電壓源， 核心電路采用了新式的二階曲率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)， 并采用共源共柵負(fù)反饋的電流鏡結(jié)構(gòu)提升了輸出的 PSRR，在-40℃-100℃溫度范圍內(nèi)，電路的溫漂系數(shù)僅為 1.8ppm/℃，電壓變化范圍小于

5、0.3mV，在 1.8～5V 的寬電壓范圍內(nèi)均能正常工作，電源抑制比在低頻時(shí)高達(dá)-106dB，在 1kHz 時(shí)也達(dá)到-96.76dB；另外一種為超低功耗低溫漂帶隙基準(zhǔn)電壓源， 采用無電阻電路架構(gòu)， 并基于分段線性電流模技術(shù)并引入濾波電容，在-50℃-100℃溫度范圍內(nèi)，溫漂系數(shù)僅為 1.67ppm/℃，在0.99～3V 的電壓范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的基準(zhǔn)輸出， 在 1kHz 頻率下電源抑制比為-71.26dB，整個(gè)帶隙基準(zhǔn)源的功耗僅為 187n