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高性能带隙基准电压源芯片的设计与研究

徐卓慧

   带隙基准电压源是模拟集成电路中一个重要的单元,广泛应用于模/数转换器、数/模转换器、动态存储器、Flash存储器等集成电路中,然而,带隙基准电压源的温度稳定性和抗噪性能影响整个电路系统的精度和性能。因此,传统的带隙基准电压源结构已经不能满足集成电路发展的要求。 针对带隙基准电压源的温度稳定性和抗噪性能,本文研究了带隙基准电压源的结构和特性,在分析带隙基准电压源的电路原理和主要影响因素基础上,提出了一种基于斩波消除失调技术的改进型Kujik结构,实现了具有良好温度系数和低失调的带隙基准电压源的设计和验证。全文研究的主要内容包括: 1、采用斩波调制技术消除运算放大器输入失调电压和低频噪声,改善运算放大器的性能,提高了带隙基准电压源的抗噪性能。 2、采用与电源无关的偏置技术设计快速启动与偏置电路,提高电路电源抑制比(PSRR)及电源电压调整率,改善了带隙基准电压源的精确度。 3、采用共心匹配法、叉指法等版图和工艺设计技术,实现电流镜、运算放大器输入差分对管和pnp管等的高精度匹配,消除电路失调,提高了带隙基准电压源的精确度。 最后,采用HSIPICE软件对所设计实际电路进行了仿真和验证。结果表明:本文所设计的带隙基准电压源,在-40℃~85℃的工作温度范围内,温度系数达到6ppm/℃;当电源电压在2.7V~5.5V变化时,输出电压为1.26±0.002V;在典型情况下,电源抑制比为70dB,启动时间为70us。因此,实现了高性能带隙基准电压源设计的目标,达到嵌入LED显示屏恒流驱动专用集成电路芯片的技术要求,并为未来更具市场竞争力的带隙基准电压源的进一步研制奠定了坚定的基础。……   
[关键词]:带隙基准电压源;温度系数;电源抑制比;斩波调制
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:暨南大学2010年
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