1.8V高阶温度补偿的电压\电流基准源的设计和研究

【摘要】： 随着集成电路工艺的发展，在数模混合及模拟集成电路中，设计芯片内部基准电源以及开发单片基准源已成为各个国际模拟电路公司的重点。 本文详细分析了基准源芯片的工作原理以及如何提高温度稳定性的方法，同时基于两种不同的高阶温度补偿思想，设计了一种电压基准源和一种电流基准源，这两种基准源电路分别采用0.6μm BCD工艺和标准0.5μm CMOS工艺。所设计的电压基准源和电流基准源的输入电压范围均为1.8V～5.5V，温度系数在-10℃～+150℃的温度范围内分别为5.9 ppm／℃和0.7 ppm／℃。 该两种基准源系统的设计是由作者独立完成，本文主要提出了两种高阶温度补偿思想，并完成了以下两个基准源电路的设计：1、提出了近似高阶温度补偿思想，使用近似温度特性曲线来补偿V_(BE)的高阶温度项；2、根据近似高阶温度补偿原理，设计出一种新颖的高阶温度补偿电压基准源，此电压基准源具有相对较好的温度稳定性；3、提出了精确高阶温度自补偿思想，可以将输出基准电流的温度漂移减小；4、根据精确高阶温度自补偿原理，设计出一种新颖的精确高阶温度自补偿电流基准源。 在完成高阶温度补偿原理分析、电路架构设计及子电路设计的基础之上，还通过HSPICE应用0.6μm BCD工艺和标准0.5μm CMOS工艺model分别对各个子电路以及整体电路进行了温度稳定性的仿真。仿真结果相对较好，表明本论文是设计理论与实践相结合的一次有意义的尝试。