高精度带隙基准电压源的设计

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1、西安微电子技术研究所硕士学位论文高精度带隙基准电压源的设计专业名称：微电子学与固体电子学作者姓名：支知渊指导教师：唐威西安微电子技术研究所硕士学位论文论文题目：高精度带隙基准电压源的设计专业：微电子学与固体电子学硕士生：支知渊（签名）指导教师：唐威研究员（签名）摘要基准源作为模拟集成电路中的重要模块，向其它电路模块提供高精度的电压基准或电流基准，其输出电压或电流不随温度、电源电压、工艺、负载变化。近些年来，随着半导体技术的飞速发展，以及电路系统性能不断提升，基准源作为核心模块，其性能好坏将直接影响整个电路系统的

2、稳定。因此，研究高性能基准源显得尤为重要。为了满足未来高性能系统对基准源的要求，本文对基准源的精度、温漂、电源抑制比等参数进行了优化，设计了一款可修调的高精度、低温漂带隙基准电压源。在传统Brokaw型带隙基准源电路结构的基础上，采用多晶硅电阻负温度系数补偿技术，可实现二阶曲率温度补偿效果，在不增加过多器件的同时降低了基准电压的温漂；引入电压负反馈环路，电源电压抑制能力得到较大提高；设计电阻修调网络，保证了基准电压的精度。电路基于双极工艺设计和制造，测试结果表明：在-55℃～125℃温度范围内，15V电源电压下，基准源稳定输出电压为2.5V

3、±6mV，温度系数为12ppm/℃，低频时电源抑制比为-105dB，静态电流不超过1.5mA，重载时输出电流能力达到10mA。关键词：带隙基准温度补偿电压负反馈电阻修调IXi'anMicroelectronicTechnologyInstituteMaster'sDegreeThesisTitle:DesignofhighprecisionbandgapvoltagereferenceSpeciality:MicroelectronicsandSolidStateElectronicsStudent:ZhiZhiyuan(Signature

4、)Supervisor:TangWei(Signature)ABSTRACTReferenceisthemostimportantcellinanalogintegratedcircuits.Itoutputshigh-precisionvoltageorcurrentreferenceforotherfunctionalmodules.Theoutputofreferenceisindependentoftemperature,supplyvoltage,processandload.Withtherapiddevelopmentofse

5、miconductortechnology,thereisachallengetoattainhigherperformancesofthecircuitsinrecentyears.Referenceasthecoreofcircuits,itsperformancedeterminesdirectlythesteadyofsystems.Therefore,thedesignofhigh-precisionreferenceisparticularlyimportanttoanalogintegratedcircuits.Inorder

6、tomeettherequirementsofthehighperformancesysteminthefuture,theprecision,temperaturedrift,powersupplyrejectionratiowereoptimizedinthispaper.Ahighprecisionbandgapvoltagereferencewithlowtemperaturecoefficientwaspresented,basedonbipolarprocess.OnthebasisofBrokawbandgapreferenc

7、e,atemperature-dependentpolyresistorwasusedtoachievehigh-ordercurvaturecompensation,whichgreatlyreducedthetemperaturecoefficientofthereference.Negative-feedbackloopwasintroducedtoimprovethepowersupplyrejectionratioofreference,andtrimmingresistivecircuitsweredesignedtoimpro

8、vetheprecisionofreferencevoltage.Thetestresultsindicatedthatwiththepowersupplyof15V,thete