高性能分段曲率补偿带隙基准电压源的设计

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1、隱眉一匿＾碱ｚｂ学位论文ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ论文题目：高性能分段曲率补偿带隙基准？电压源的设计：響諭単醒＿－学科专业：微电子学与固体电子学国内图书分类号：ＴＮ４３１．１密级：公开国际图书分类号：６２１．３８西南交通大学研究生学位论文高性能分段曲率补偿帯隙基准电压源的设计年级２０１３级姓名李眷申请学位级别硕±专业微电子学与固体电子学指导老师冯全源二零一六年五月兰日ＣｌａｓｓｉｆＴＮ４３１．１ｉｅｄＩｎｄｅｘ；Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２１．３８Ｓｏｕｔｈ

2、ｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｇＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＴＨＥＤＥＳＩＧＮＯＦＨＩＧＨＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＰ圧ＣＥＷＩＳＥＣＵＲＶＡＴＵＲＥＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮＢＡＮＤＧＡＰＶＯＬＴＡＧＥＲＥＦＥＲＥＮＣＥＧｒａｄｅ：２０１３Ｃａｎｄｉｄａｔｅ；ＬｉＲｕｉＡｃａｄｅｍｉｃＤｅ化ｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｅｃ－ｐｉａｌｉｔｙ：Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃ１；ｒｏｎｉｃｓａｎｄＳｏｌｉｄｓｔａｔｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＳｕｒｉｓｏｒＦｅｎｐｅｖ：ｇＱｕａｎｙｕａ

3、ｎＭａｙ．３２０１６，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可Ｗ将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密使用本授权书。上方框内打＂＂（请在ＷＶ）；指导老师签名学位论文作者签名：；円期，｜如＞｛；１卑；弓导马卑；诚弓西南交通大学硕±学位论文主

4、要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：本文在对带隙基准的原理进行了分析的基础上一，提出了种带分段曲率补偿的高性能带隙基准电压源…。本文主要做了下几点工作：１、对带隙基准的工作原理和基本架构进行了分析研巧：２、对传统带隙基准电压的温度特性进行研究并分析了常用的高阶温度补偿方法；一３、设计了种高性能带隙基准电压源，分析了电源抑制比与运放之间的关系，给出了一种分段曲率补偿方案；４、基于ＵＭＣ０．２５叫ｎＢＣＤ工艺模型，使用ＨＳＰＫ：Ｅ对电路进斤了仿真验证；本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的

5、成．果，。除文中己经注明引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。学位论文作者签名曰期：＞＞１峰巧令３西南交通大学硕±研究生学位论文第Ｉ页摘要基准源是ＤＣ／ＤＣ转换器、ＡＣ／ＤＣ转换器、充电保护芯片、ＬＥＤ驱动、线性稳压器、ＰＷＭ调制器等常见的电源管理忘片中不可缺少的模块。它为电源管理芯片中的其他模块提供参考电压，基准源的精度、稳定性等性能将会直接影响到芯片的性能，因此设计高性能的

6、基准源显得尤为重要。低电源电压、低温漂、高电源抑制比、低功耗一是目前基准源研究的热点。带隙基准源是各种基准源架构中研究成熟使用广泛的种基准拓扑结构，。鉴于此本文将对低温漂、高性能的带隙基准进行研究设计。本文从双极型晶体管入手介绍了带隙基准电压的产生原理，分析了Ｋｕｉｊｋ、Ｗｉｄｌａｒ、Ｂｒｏｋａｗ、Ｂａｎｂａ等几种传统的带隙基准结构。并研究了带隙电压的高阶温度特性，分一析了几种常见的高阶温度补偿策略，种基于传统Ｋｕｉｋ带隙基准。在此基础上设计了ｊ一结构的高性能带隙基准，。推导分析了电源抑制比与高性能运放之间的关系设计了一种具有高增益和高电源抑制

7、比的两级运放，。给出了种分段曲率补偿方案通过利用ＣＴＡＴ电压和ＰＴＡＴ电压的温度特性及ＭＯＳ的亚闽值特性，在低温和高温时产生曲率补偿电压对基准电压进行了分段曲率补偿。使用ＨＳＰＩＣＥ仿真软件对带隙基准电路进行了仿真验证，所采用的工艺模型为，‘－Ｃ？ＵＭＣ０．２５畔ＢＣＤ。仿真结果表明温度在４０１２５Ｃ的范围内，补偿前的基准温度系°’Ｃｍ／－１Ｂ数为，补偿后的温度系数为２．８Ｃ；低频时的电源抑制比为９．２ｄ１３．７ｐｐｍ／ｐｐ；°线性调整率为２４．５７［ｉＶ／Ｖ；基准环路的低频开环增益为６４．