ic模拟电路报告带隙电压源

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1、模拟部分《1C课程设计》报告带隙基准源的设计摘要电压基准源是模拟电路（混合信号电路）设计屮广泛采用的一个关键的基本模块，它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个电路系统的精度和性能。采用标准CMOS工艺设计出应用于“微硅电容加速度传感器单片测试电路”中的高性能电压基准源即是本文的主要研究H的。本文首先介绍了电压基准源的国内外发展现状与趋势，给出了电压棊准源的性能指标，分析丫带隙电压基准源的原理。在对传统的CMOS带隙电压基准源电路分析和总结的基础上，综合一级温度补偿、电流反馈和电阻二次分压技术，在电路设计中，分为四个基木模块：启动电路、IPTAT产生电路、差分放大电路

2、、二次分压电路。采用差分放大器作为基准源的负反馈运放，简化了电路的设计，放大器的输出用于自身的电流源偏置，提高了电源抑制比。本文详细介绍了设计过程以及各参数、性能指标的计算。给出丫电路、网表、性能仿真截图，具体详细。电路由Pspice绘制，接着进行一系列的导出网表和仿真工作。本文详细解释和总结了此次设计电路的各种性能，为先前工作做了较好的总结，也为以后进一步研究提供了原始数据和资料。另外，为了以后更好的发展对本电路的不足也有一定的说明。本电路经仿真得，温漂为27.66ppm/°C,电源抑制比为56.48dB@100Hz,静态功耗为76.79uW。仿真结果证明了设计

3、的正确性。本文的基准源结构简单，调整方便，符合设计要求。Abstract目录1设计目标42相关背景知识52.1国内外发展趋势52.2电压基准源的性能指标62.3电压基准源的基木原理73设计过程513.1电路结构错误!未定义书签。13.2主要电路参数的手工推导错误!未定义书签。33.3参数验证（手工推导）错误!未定义书签。54电路仿真错误!未定义书签。74.1用于仿真的电路图错误!未定义书签。74.2仿真网表（注意加上注释）204.3仿真波形305i寸i仑356收获和建议36参考文献371设计目标模拟电路广泛的包含电压基准和电流基准。这种基准是直流量，它与电源和工艺

4、参数的关系很小，但与温度的关系是确定的(如与绝对温度成正比，PTAT)。而与温度关系很小的电压基准被证实在许多模拟电路中是必不可少的。值得注意的是，因为大多数工艺参数是随温度变化的，所以如果一个基准是与温度无关的，那么通常它也是与工艺无关的。需设计的带隙电压基准性能指标如下：正电源电压抑制比：48dB@100IIz温漂：<150ppm/°C静态功耗：尽可能小设计要求：(1)利用KTAT电流产生基准电压，确定电路结构。(2)估算管子参数。(3)利用仿真软件验证，并优化达到要求。2相关背景知识电压基准源是指在模拟电路或混合信号电路中用作电压基准的具有相对较高精度和稳定

5、的参考电压源。它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个电路系统的精度和性能。随着电路系统结构的进一步复杂化，对模拟电路基本模块，如A/D、D/A转换器、滤波器以及锁相环等电路提出了更高的精度和速度要求，这样也意味着系统对其中的电压基准源模块提出了更高的要求。另外，电压基准源是电压稳压器中的一个关键电路单元，它也是DC-DC转换器中不可缺少的组成部分；在各种要求较高精度的电压表、欧姆表、电流表等仪器中都需要电压基准源。微电子技术不断发展，目前常用的集成电路工艺大体上可分为双极型/HBT、MESFET/HEMT、CMOS和BiCMOS四大类型。其中，双极型工艺是集成电路中

6、最早成熟的工艺，CMOS工艺技术是在PMOS与NMOS工艺基础上发展起来的，己经逐渐发展成为当代VLSI(超大规模集成电路)工艺的主流工艺技术。双极型集成电路具有较快的器件速度，适合高速电路设计，但相对来说，器件功耗较大；而CMOS电路具有功耗低、器件面积小、集成密度大的优点，但是器件速度较低。BiCMOS技术增强了在CMOS技术提供的双极型晶体管的性能，这使其在模拟电路设计中具有潜力。由于CMOS工艺中“按比例缩小理论”的不断发展，器件尺寸按比例缩小使得CMOS电路的工作速度得到不断地提高，在模拟集成电路的设计中CMOS技术逐渐可以与双极型技术抗衡。近年来，模拟

7、集成电路设计技术随着CMOS工艺技术以其得到飞速的发展，片上系统已经受到学术界及工业界广泛关注。由于SOC要求很高的集成度，而CMOS工艺的特点正好符合了这种需求，因此，用CMOS技术来设计电路越来越成为集成电路的发展趋势。2.1国内外发展现状与趋势近年来，国内外对CMOS工艺实现的电压基准源作了大量的研究，发表了大量的学术论文，其中的技术发展主要表现在如下几个方而。(1)低电压工作的基准电压源SOC的主流工艺是CMOS工艺，目前，5v、3.3v、1.8v、1.5v、1.2v、0.9v等的电源电压已经得到广泛的使用。随着手提设备对低电源需求的不断增加，设计低压工作

8、的电压基准