《多点补偿曲率》word版

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1、基于曲率补偿的带隙电压基准电路设计摘要研究了一种对带隙基准电压进行多点曲率补偿的技术，给出了它的设计原理、推导过程和一种实现电路。与传统的曲率校正方法不同，多点曲率补偿着眼于在整个温度范围内寻找多个基准电压对温度的一阶导数的零点，从而限定基准输出电压随温度变化曲线的幅度，使曲线更平缓，达到提高曲率补偿效果的目的。采用上华的0.5umCMOS工艺对实现电路进行了电路模拟，结果表明，在-40℃～85℃的温度范围内，采用该方法设计的带隙基准电源的温度系数仅为1.118ppm/℃。关键词——带隙基准；多点曲率补偿；亚阈值区III基于

2、曲率补偿的带隙电压基准电路设计ABSTRACTAmethod，namelymultiplepointcurvaturecompensation，isdescribedforthedesignofabandgapreference，anditsdesignprinciples，theoreticalderivation，andonefeasiblecircuitryimplementationarepresented.Beingdifferentfromtraditionaltechniques，thisideafocuses

3、onfindingmultipletemperaturesinthewholerangeatwhichthefirstorderderivativesoftheoutputreferencevoltageequalzero．Inthisway,thecurveoftheoutputreferencevoltageisflattenedandabettereffectofcurvaturecompensationisachieved．ThecircuitryissimulatedinCSMC0.5umCMOStechnolog

4、y，andthesimulatedresultshowsthattheaveragetemperaturecoefficientisonly1.118ppm/℃intherangefrom-40℃to85℃.IndexTerms——bandgapreference;multiplecurvaturecompensation;sub-thresholdregionIII基于曲率补偿的带隙电压基准电路设计目录摘要IABSTRACTII目录III第一章前言1第二章带隙基准的基本原理与结构32.1工作原理32.2电压基准的基本结构。

5、4第三章带隙基准的高阶曲率补偿83.1二阶曲率补偿83.2指数曲率补偿83.3多点曲率补偿83.4非线性检测补偿11第四章采用多点曲率补偿的电压模带隙基准144.1带隙部分设计144.2运放设计144.3仿真及参数调整17第五章结论23参考文献24III基于曲率补偿的带隙电压基准电路设计第一章前言电压基准源（VoltageReference）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度的参考电压源。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

6、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，这样也就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CMOS工艺技术已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电路具有功耗性、器件面积小、集成密度大

7、的优点，但是器件速度较低。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的提高，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，模拟集成电路设计技术随着CMOS工艺技术一起得到了飞速的发展，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。本文采用标准的CMOS工艺技术来设计低温度系数的电压基准源。近年来，国内外对CMOS工艺实现的电压

8、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面。1.低电压工作的电压基准源SOC的主流工艺是CMOS工艺，目前，5V(0.6um)、3.3v（0.35um）、1.8v（0.18um）、1.5v（0.15um）、1.2v(0.13um)等的电源电压已经得到广