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低压低功耗CMOS基准源补偿策略及电路设计

李帅  
【摘要】: 基准源包括基准电压源和基准电流源,它们是模拟电路的基本单元和重要模块。近年来,集成电路的特征尺寸不断减小,芯片的供电电压和功耗不断降低,并且对基准源的精度要求不断提高。温度补偿是保证基准源精度的最关键环节,因此研究低压低功耗基准源的补偿策略是非常有意义的。 本文研究了基准输出非线性的来源,分析对比了常见的温度补偿策略,并进行了性能对比。在此基础上,设计了一个低压低功耗电流模结构带隙基准电压源,首先按一阶补偿进行初步设计,并分别采用两种方式进行了二阶补偿。由于采用电流模结构,输出电压不受1.25V限制,本项目中输出电压为600mV,并可根据需要继续降低。基于SMIC 0.18um CMOS工艺进行了电路模拟,仿真结果表明,电路实现了良好的温度特性、高电源抑制比和较好的电压调整率,低频电源抑制比为75dB。未采用高阶补偿时,基准电压温度系数约为13ppm/℃;采用不同电阻的温度特性法进行二阶补偿后,温度系数为1.1ppm/℃;采用VBE线性化法进行高阶补偿后,温度系数为1.6ppm/℃。


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