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1、带隙基准电路的稳健性优化设计西安电子科技大学硕士学位论文带隙基准电路的稳健性优化设计姓名:董萍申请学位级别:硕士专业:微电子学与固体电子学指导教师:贾新章20060101带隙基准电路的稳健性优化设计摘要随着微电子技术的迅速发展和市场竞争日益激烈,人们对集成电路的性能和产品周期的要求越来越高。因此,如何在尽量短的时间内设计一个电路,使其产品性能达到最优化,同时成本最低就是集成电路设计人员目前面临的主要问题。稳健设计,又称鲁棒性设计,正是对产品性能、质量、成本作综合考虑而获得高质低价的一种有效的现代设计方法。集成电路的稳健设计主要应用于电路产品开发的参数设计阶段
2、,有效地分析设计中包含的不确定性,以便尽早采取措施减小这些不确定因素对产品的影响,从而使产品在成本和质量方面同时达到最佳。本文首先介绍了稳健设计的基本理论,以及与健设计相关的统计设计技术、响应面法和试验设计,然后以.?带隙基准电路为例,将稳健设计方法应用到电路的优化设计中。首先,对电路参数进行了统计优化设计,通过电路仿真确定影响电路设计指标的设计参数;再根据试验设计原理选取试验组合;通过仿真获取试验数据;建立电路的响应面模型;最后基于这些模型优化确定满足电路设计指标要求的最佳参数组合。试验结果表明,统计优化设计后的电路响应值比优化前有明显的改善,该方法对电路
3、参数优化设计具有一定的指导意义。在统计优化设计的基础上,我们又对电路做了蒙特卡罗分析,将电路优化后的参数值作为电路参数的标称值,使用里的蒙特卡罗分析功能结合试验设计,确定电路设计指标之一的电源电压抑制比在电路参数波动变化时的。数值。。与成品率有直接的关系,据此可对电路批量生产时的参数设置和容差选择做出指导。关键词:稳健设计统计优化设计响应面法试验设计蒙特卡罗方法带隙基准电路的稳健性优化设计沁耐函血锄缸啦.圩宅,珊柚缸.彻,∞乞弘讹咄朗.“印跚吼嘧弘沁辩删喇弘硼船啪任锄.拄,印,勰嘶吣锄啦皿,∞缸印珞昀妣.髓.跏锄?协陀、弘.弘:删姗锄幽】.,锄盯廿∞沁“雕
4、吐曲弘唧哪;锄也咖访∞鲫∞∞.:触髓也锄..姗哪眶州,卿“砌蚰舯咖啪∞口,曲潲场幽船.撕;印;:弘;幽弘协;印靶甜创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人签名:午关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大
5、学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定本人签名:年翮签名:妣导师签名::兰:贬日期竺鲤乒第一章绪论第一章绪论随着微电子技术的迅速发展和市场竞争日益激烈,人们对集成电路的性能和产品周期的要求越来越高。因此,如何在尽量短的时间内设计一个电路,使其产品性能达到最优化,同
6、时成本最低就是集成电路设计人员目前面临的主要问题。稳健设计,又称鲁捧性设计,正是对产品性能、质量、成本作综合考虑而获得高质低价的一种有效的现代设计方法。近年来,该方法已受到了发达国家的高度重视并在汽车、航天、机械制造等领域的应用中取得了巨大的经济效益。.稳健设计的目的及设计步骤随着世界经济的发展和市场竞争的剧烈化,以及用户对产品的多样化的要求、生产工艺和经营的不断进步,各发达工业国家把产品质量、成本和交货时间归结为现代商业生产的三个基本要素。稳健性是指因变量结果、响应对因素原因、输入发生微小变化的不敏感性。众所周知,若使产品对制造尺寸变差不灵敏,可提高产品可
7、制造性,降低生产费用;如使产品对使用环境变化不灵敏,能保证产品使用的可靠性和降低操作费用。根据这种指导思想,对产品的性能、质量和成本综合考虑做出最佳设计的方法就称为稳健设计。稳健设计利用系统的非线性性质,通过适当地选择可控因素的位级组合,使产品性能对各种干扰内干扰,外干扰,物品间干扰最不敏感,从而提高产品质量和降低成本。目前,在不少工业国家已把稳健设计推荐为提高和改进产品质量的一种有效的工程方法。稳健设计的目标是使产品质量特性的均值尽可能达到目标值,即使质量特性的绝对偏差最小;同时使由于各种干扰因素引起的功能特性波动的方差尽可能小。为达到以上目标,稳健设计通
8、常先要确定产品的质量指标体系,建立可控与不可控因素对
