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基准源及其缓冲器的设计

徐严  
【摘要】:集成电路正常工作时,需要一个基准源来为其提供电压或者电流。一般利用芯片中的一部分子电路建立起基准,为芯片产生一个稳定的工作点。该工作点必须保证不会因各种工作条件的变化而出现显著的改变。随着电子产品的系统越来越复杂,集成度越来越高,对基准源性能的高要求的趋势将更加明显。电池供电电路数量的持续增长,其高精度、低电流、低电压的工作特点,也是对基准源性能要求提高的部分原因。本文设计了一款低输出电压、高电源电压抑制比、低温度系数的基准电压源。同时,本文还设计了提高驱动能力的缓冲器。 本文根据实际各项设计指标,分别对电路如何得到低于1V的带隙基准、提高电源电压抑制比、降低温度系数的方法给出设计方案。将低于1V输出电压结构与提高电源电压抑制比的伪电压源相结合,并采用非线性补偿方式提高基准源的温度特性,同时在输出端外接电容,改善高频段的电源电压抑制比和噪声性能。经仿验证,输出电压为0.9541V,电源电压抑制比的绝对数值达到130dB,温度系数为0.8932ppm/oC,输出积分噪声(0.1Hz~100KHz)为14μV。在缓冲器的设计中,本文对传统的单纯有源缓冲器进行改进。通过外部接入无源大电容的方式,将有源电路部分与无源电容相结合,共同驱动内部电路,稳定参考电压。经仿真验证,稳定输出电压在0.1mV以内变化,精度小于0.1%。 最后还对两个电路模块的电路进行版图设计。根据电路的参数,按照版图各项绘制与验证标准,完成了版图的设计工作。


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