cmos带隙基准电压源的温度特性分析及设计

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1、西安科技大学硕士学位论文CMOS带隙基准电压源的温度特性分析及设计专业名称：物理电子学作者姓名：权颖指导教师：刘树林学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集团已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：论文题目：CMO

2、S带隙基准电压源的温度特性分析及设计专业：物理电子学硕士生：权颖（签名）指导教师：刘树林（签名）摘要基准电压源作为集成电路的重要组成单元，广泛应用于A/D、D/A、电源管理芯片等电路中，温度特性是影响基准电压源性能的关键因素，如果由于温度的改变导致基准电压源的输出电压发生变化，将影响到整个系统电路的性能。随着工艺水平的发展，CMOS带隙基准电压源得到了越来越多的关注，因此研究CMOS带隙基准电压源电路的温度特性具有理论研究意义和工程应用价值。对基准电压源基础理论和典型CMOS带隙基准电压源的基本原理进行了

3、分析，根据典型CMOS带隙基准电压源输出电压的温度特性表达式，研究输出电压随温度的变化关系，得出影响输出电压变化的主要因素是高阶项。依据VBE的温度特性表达式，提出了一种对基准电压源高阶项进行补偿的方案，据此设计了CMOS带隙基准电压源补偿电路，对补偿电路进行研究，推导出改进后电路输出电压的温度特性表达式。结合0.35μmCMOS工艺模型文件，根据VBE温度特性及其温度系数曲线，对典型CMOS带隙基准电压源电路和改进的CMOS带隙基准电压源电路中的器件参数进行了设计。为了验证所设计电路的可行性，利用Spe

4、ctre仿真工具，对CMOS带隙基准电压源电路进行仿真试验。经仿真得到以下结果：在-40℃～+125℃温度范围内，改进的CMOS带隙基准输出电压的温度系数为0.298ppm/℃。改进的CMOS带隙基准输出电压温度系数有明显提高，验证了理论分析的正确性及所设计电路的可行性。关键词：CMOS；基准电压源；温度特性；温度系数研究类型：应用研究Subject:AnalysisofTemperaturecharacteristicsandDesignofCMOSBandgapReferenceVoltageSour

5、ceSpecialty:PhysicalElectronicsName:QuanYing(Signature)Instructor:LiuShulin(Signature)ABSTRACTThereferencevoltagesourceisanimportantunitintheintegratedcircuitanditiswidelyusedinA/D,D/A,thepowermanagementintegratedcircuitandothercircuits.Temperaturecharact

6、eristicsaretreatedasthekeyfactorsaffectingtheperformanceofthereferencevoltagesource,Thetheoutputvoltageofthereferencevoltagesourceischangedbythechangeoftemperatureandthesystemperformanceofthesystemcircuitwillbeinfluenced.Withthedevelopmentoftechnology,mor

7、eandmoreattentionisgiventoCMOSbandgapreferencevoltagesource.Therefore,theresearchonthetemperaturecharacteristicsofCMOSbandgapreferencevoltagesourcecircuithastheoreticalsignificanceandengineeringapplicationvalue.Thebasictheoryofreferencevoltagesourceandthe

8、basicprinciplesofthetypicalCMOSbandgapreferencevoltagesourceisanalyzed,basedonthetemperaturecharacteristicsexpressionofthetypicalCMOSbandgapreferencevoltagesourceoutputvoltage,therelationshipbetweentheoutputvoltagea