基于BiCMOS工藝的電壓基準電路的研究與設計.pdf

1、基準電壓源廣泛應用于各種模擬集成電路、數(shù)?；旌闲盘柤呻娐泛拖到y(tǒng)集成芯片(SOC)中，是集成電路中一個重要的單元模塊，也是各種傳感器，AID、D/A轉換器以及通信電路中的基本元件。它的溫度穩(wěn)定性和電源電壓抑制比是影響整個系統(tǒng)精度和性能的關鍵性因素。因此，設計具有高溫度穩(wěn)定性和很好的電源電壓抑制比的基準電壓源具有十分重要的現(xiàn)實意義。 基于基準電壓源的重要性，本論文研究并設計實現(xiàn)了一種具有高穩(wěn)定性的帶隙基準電路。 本文在分析

2、比較各種基準電壓源性能的前提下，選擇了帶隙基準電壓源中的Brokaw結構作為設計的基礎，并對其原理進行了詳細的分析。為了進一步提高基準電壓源的性能，在深入研究溫度和電源電壓的變化對帶隙基準電路穩(wěn)定性影響的基礎上，指出基極一發(fā)射極電壓與溫度的非線性關系以及溝道長度調制效應引起的偏置電流變化是造成基準不穩(wěn)定的主要原因，并采用了相應的補償措施。針對前者，采用了一種高階溫度補償法一指數(shù)曲率補償法來進行補償：通過在PTAT產生電路的基極引入一個小

3、電阻，從而在VREF中迭加一個溫度的指數(shù)函數(shù)項來達到消除高次項的目的；針對后者，提出了一種鉗位互補補償法來穩(wěn)定偏置電流，進而穩(wěn)定基準。另外，對所采用的運算放大器、啟動電路和偏置電路也進行了研究，并設計了優(yōu)化合理的電路結構。 通過Hspice驗證，該電路的溫度系數(shù)僅為1.43ppm/℃，并具有0.105mV/V的電源電壓調整率和直流PSRR為65dB的高電源抑制比，以及高達-80dB的交流PSRR和低噪聲的特性。該電路不僅完全滿足