一种高温高精度带隙基准设计论文

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1、Iilll{{IdUlllilllllilllnilllllillllnllllllY2344092厦门大学学位论文著作权使用声明本人同意厦f-J3v学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，

2、于年月日解密，解密后适用上述授权。(／)2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容。保密学位论文应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。)声明人(签名)：绌曼b

3、弓年毛只幻B摘要本文针对集成电路高温下工作失效的问题，从载流子浓度和迁移率与温度关系角度研究了集成电路元器件各参数的温度特性，并在此基础上运用零温度系数栅偏置电压理论和漏电流补偿法，设计出一种3．5—5．5V的电源电压范围，室温至200。C输出误差小于7．

4、6ppm／。C的高精度带隙基准电路。论文通过分析、测试MOS管漏源两端与衬底之间的两个背靠背PN结载流子高温漏电流特性，给出了在电路中P型和N型MOS管按照合适宽度比连接的高温载流子衬底旁流策略和高温饱和区最佳性能设计规则，结合nuvoton工艺中P型和N型MOS管PN结漏电流密度的模型，采用W。：Wn=1：2的配比对运算放大器共源共栅偏置级、差分输入级和输出级进行补偿设计，使节点处漏电流和为零，提高了运算放大器的工作温度上限。运用FS．Shoucair的ZTC点理论，改进PTAT电路为电压基准源偏置在ZTC点附近工作的NMOS管，设计了可向运算放大

5、器提供3．3“A偏置的低温漂的恒流源，解决了PTAT恒流源偏置随温度变化的缺点。论文进行版图制作，选择标准SOP一8封装，完成了一款常规带隙基准的流片，并对芯片进行测试，实测结果显示高温条件下普通带隙基准工作性能大幅降低。本文带隙基准设计方法独特，有别于常用的以精确匹配电阻和高阶反馈获得低温漂的方法，但同样具有宽电压工作范围、低温漂、工艺角稳定等性能，优点是能在高温条件下工作，解决了目前绝大多数带隙基准高精度有效工作温度不超过150℃的问题。关键词：集成电路高温带隙基准AbstractInordertosolvetheproblemthatICcir

6、cuitsceasetobeeffectiveathightemperature，westudiedthetemperaturedependenceofICcomponent’Scharacteristicsoftheparametersfromtheperspectiveofcarrierconcentrationandmobility．Then，bythetheoryofZeroTemperatureCoefficientgatebiasvoltagepointsandleakagecurrentcompensationmethod，wedesi

7、gnedahigh-temperatureprecisionbandgapreferencecircuitwhichcanworkunder3．5-5．5Vsupplyvoltagerange，andit'saccuracyisupto7．6ppm／。Cfromroomtemperatureto200"CByanalysisandtestingthetwobacktobackPNjunctions’leakagecurrentcharacteristicsbetweenMOStransistor’Sdrain—sourceandthesubstrat

8、e，thispapercometothestrategyofcartiersubstratesidestreamandsaturationregionoptimumperformancedesignathi曲temperature，andthedesignrulethatP-typeandN-typeMOStransistormustsimultaneouslypresentinthecircuitwiththerightwidthproportion．Accordingtothemodelofnuvotoncorporation’S0．6pro5V

9、／40V2P3MLowVgsCDMOSProcess，P-typeandN-typeMOStransisto