带隙基准源设计文献检索报告

毕业论文文献检索报告题目:一种带隙基准源的设计 学院: 专业: 学号: 姓名: 指导教师: 完成日期: 目录 【1】检索课题名称 【2】课题介绍 【3】检索策略 【4】检索步骤及检索结果 【5】检索结果评价 1、检索课题名称(中英文) 一种带隙基准源的设计 Design of a bandgap voltage reference 2、课题介绍 作为A/D、D/A转换器以及通信电路中的一个基本组件,基准源始终是集成电路中 一个重要的单元模块。它的温度稳定性以及抗噪声能力是影响到电路精度和性能 的关键因素。由于带隙基准电压、电流源电路的输出电压及电流几乎不受温度和 电源电压变化的影响,这就使得片内集成的带隙基准电压、电流源电路成了模拟 集成电路芯片中不可缺少的关键部件。 3、检索策略 3.1 检索工具 1)利用“中国知网”查找有关硕士、博士论文。 2)利用“维普科技期刊数据库”查找相关期刊论文。 3.2 检索词 带隙基准源的设计 4、检索步骤及检索结果 4.1 检索工具 中国知网(中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库) 4.1.1检索式 题名=带隙基准源的设计 4.1.2 检索年限 2006—2016 4.1.3 检索结果 [1]胡滨.低压带隙基准源的设计.西安电子科技大学, 2011-1-1.硕士 中文摘要:带隙基准源模块广泛的应用于模拟和混合集成电路中,如A/D、D/A转换器等。随着集成电路特征尺寸的不断减小,电源电压不断降低,当电源电压低于1.5V 时,传统的带隙基准源电路已经无法工作,于是一种可以在低电源电压下正常工作的 低压基准源便应运而生。同时,随着高精度系统、便携式设备和数模混合集成电路的发展,对基准源的温度系数、低功耗设计和电源抑制比(PSRR)都提出了更高的要求。这些要求无疑对低压带隙基准源的设计提出了更大的挑战。本文首先概述了基准电压源的发展历史和研究现状,介绍了基准电压源的技术指标,阐述了基准电压源的理论基础。在此基础上,基于TSMC 0.13μm 1P8MCMOS(1.2V)工艺,按照设计要求实现了一种低压电流模带隙基准电压源,包括前端电路设计到后端版图设计验证并进行了流片测试。后仿结果显示,在-40oC-130 oC的温度范围内,基准源输出电压变化了0.65mV,温度系数为5.46ppm/ oC;电源电压由1.05V变化到1.5V时,基准源输出电压变化了0.8mV,低频(1kHz)时基准源输出电压的电源抑制比为-55.76dB。实测结果显示,在27 oC-130 oC的温度范围内,基准源输出电压变化了3.2 mV,温度系数为44.4ppm/ oC;电源电压由1.1V变化到1.3V时,基准源输出电压变化了0.4mV。结果表明,电路基本达到了设计要求,具备良好的性能指标。 [2]崔敬龙.高压自偏置带隙基准源的设计.辽宁大学.2014-5-1.硕士 中文摘要:基准源在集成电路中占据举足轻重的地位,它被广泛应用到DA、AD及动态存储中。然而基准源模块受外界影响较大,在温度及电源电压或者工艺变化的情况下,电路系统的精度和性能将受到影响。为了维持基准源正常工作,需要通过外电路为基准源提供自身的偏置,这在一定程度上增加电路的复杂度,也增加了芯片面积。基准源的稳定性也将部分制约于外电路。本文设计一款具有耐高压,自偏置的电压基准源模块。采用高性能自偏置电路为其自身及后级放大器提供偏置,其中的轨到轨部分可以最大幅度展宽输出摆幅。该基准源可以产生不随温度及输入电压变化的基准电压源0.88V、0.8V、0.72V电压。并且还提供一个不随温度变化的零温度系数电流源及不随温度变化的另一个基准电压源1.19V。电流基准源采用了具有正负温度系数的两种电阻进行补偿。本文研究的包括:1、采用大摆幅电流型放大电路展宽输出摆幅2、整个基准源电路全部为自偏置3、单端耐压VPMOS的使用,提高了整个电路的工作范围整个电路的温度特性、基准电压的线性调整和轨到轨放大器环路增益和相位裕度通过Cadence的Spectre仿真器的仿真验证。模拟和仿真结果表明,该基准源温度特性良好。电源抑制比较高,低频情况下达到110dB,随着频率的增加最差情况为60dB。在-55-125℃,180℃的温度范围内,综合考虑到多工艺角仿真情况下,基准电压源的温度系数在8.7ppm/℃左右。频率在lHz到1GHz的跨度区间内,电源抑制比(PSRR)可达到60dB以上。基准源电压调整率最低可达 0.0002%,最高为0.00165%。最后采用上华0.5μmBCD工艺提供的器件模型进行多工艺角仿真,并根据尺寸设计规则设计了基准源模块的整体版图。最后运用Cadence 中的验证工具集Dracula对版图进行DRC及LVS验证,验证了电路版图的正确性。完成整体基准源电路的前端和后端设计。 [3]谢佳.高性能带隙基准源的设计与实现.电子科技大学. 中文摘要:带隙基准电压源是模拟集成电路中一个重要的单元,广泛应用于实际应用中。BiCMOS工艺是一种结合了Bipolar工艺和CMOS工艺各自优点的工艺,采用BiCMOS工艺设计出一个高性能的带隙基准电压源是本文的主要研究目的。本文首先介绍了带隙基准电压源的发展动态,然后介绍了本次设计采用的BiCMOS制造工艺以及影响双极型晶体管模型的因素。低温度系数、高电源抑制比是带隙基准电压源高性能的体现,也是本次带隙基准电压源设计的主要挑战。本文比较了各种常用的高阶带隙基准电压源的温度补偿原理,在对一种现有的一阶温度补偿带隙基准电压源的改进的过程中提出了一种新的温度补偿方法,并且增加了预稳压电路改进了原电路的电源抑制比。最终运用标准的BiCMOS工艺实现了高性能的带隙基准电压源。本文的主要工作在于:⒈实现了一种基于BiCMOS工艺的一阶温度补偿带隙基准电压源。这种结构采用NPN管作为产生温度补偿的带隙基准电压源的核心。比其他使用CMOS 工艺中寄生PNP管的结构具有更好的性能。同时这种结构相比较其他一阶温度补偿结构具有更低的温度系数和更好的驱动负载的能力。⒉针对低温度系数问题,本文提出了一种新颖的高阶温度补偿方法。这种方法使用差分放大器失调电压抵消双极型晶体管中基射结电压(VBE)中的温度非线性,实现了带隙基准电压源的高阶温度补偿。⒊针对设计的带隙基准电压源电路的低电源抑制比的问题。采用了预稳压电路(Preregulator)设计,为带隙基准电压源提供伪电源电压。这种预稳压电路结构简单,能够提供一个不受电源电压变化影响同时具有较好负载能力的输出电压。通过仿真显示,这个预稳压电路提高了带隙基准电压源电源抑制比。⒋设计出了用于电压放大和电压缓冲的运算放大器,通过运算放大器了产生100mV、1.5V、2.5V基准电压。这些基准电压同样具有较好的温度系数,并且具有很好的驱动能力。通过流片及测试,相比较仿真结果,本文设计的基准电压源均能产生比较准确的基准电压,在5V的电压,30p电容负载条件下,各种基准电压的偏差均在2%左右。在(27℃-75℃)温度范围内,测得2.5V输出电压的温度系数约为40ppm/℃。为当电源电压从4.5V变化到5.5V 时,测试出的电源调整率为15.2mV/V。 [4]李竹影.一种高性能带隙基准源的设计.西南交通大学.2015 无摘要 4.2 检索工具 维普中文科技期刊数据库 4.2.1检索式 带隙基准源的设计 4.2.2 检索年限 2016 4.2.3 检索步骤与结果 [1]李睿,冯全源.一种高性能曲率补偿带隙基准源的设计. 《微电子学》2016年 第3期328-331,335. 中文摘要:在传统带隙基准的基础上,利用曲率补偿和预稳压结构,设计了一种高性能带隙基准源。利用MOS管在亚阈值区域时的指数特性,对基准电压进行曲率补偿,使用预稳压结构提高电源抑制能力。该电路结构简单,实现了较宽的电压输入范围 (2.5-10V)。在UMC 0.25μm BCD工艺上进行仿真,结果表明,电源电压为2.5-10V, 基准电压变化峰峰值为142μV;温度在-40℃-150℃内,电路的温度系数为8.0×10-(-7)/℃;低频时,电源抑制比为-95dB;电源电压为5V时,静态功耗电流为10.4μA。 [2]王永顺,崔玉旺,赵永瑞,汪再兴,刘倩.宽温度范围高精度带隙基准电压源的设 计.《固体电子学研究与进展》2016年第1期54-59. 中文摘要:为了满足市场对宽温度范围、高精度带隙基准电压源的需求,本文设计制作了一种新型带隙基准电压电路。设计采用多点曲率补偿技术,在温度较低时采用指数频率补偿,高温时采用亚阈值指数曲率补偿。采用电压-电流转换器对分段补偿电流在输出端进行整合,进而在-55150℃的温度范围内进行补偿,得到低温度系数的基准电压。设计的电路采用CSMC 0.5μm CMOS工艺验证,结果表明:5V电源电压下,输出 1.25V的基准电压;在-55150℃的温度范围内温度系数为 2.5×10-6/℃,在低频时,PSRR 为-66dB。带隙基准电压源芯片面积为0.40mm×0.45mm。 [3]许联胜.一种快速稳定启动电路的带隙基准电压源的设计.《科技创新与应用》 2016年第13期22-23. 中文摘要:文章设计了一种拥有快速稳定启动电路的带隙基准电压源,该设计在目前 最成熟的启动电路设计基础上优化,不仅能在启动时间上具有很大优势,而且很稳定,能保证电路的启动过程平稳完成,适合目前芯片集成(SOC)系统的量产。本设计采用的工艺是0.18um SMIC工艺。经过仿真和测试验证,启动时间稳定在300ns左右,带隙基准电压输出为1.204V。 [4]徐兰,余泞江.用于PLL的带隙基准电压源设计. 《数字技术与应用》2016年 第10期166-166 中文摘要:本文基于SMIC 0.18μm标准CMOS混合工艺设计了一种适用于锁相环的高阶温度补偿带隙基准电压源,并进行了仿真验证。仿真结果显示,电源电压采用1.8V,在-50℃~125℃的温度范围内,带隙基准电压源获得了 3.17ppm/℃的温度系数。将本文所设计的高阶带隙基准电压源应用到PLL系统中,能够很好的满足应用的要求。 [5]张瑛,王剑,周洪敏.一种低温度系数的带隙基准电压源设计.《计算机技术 与发展》2016年第2期150-153,160 中文摘要:基准电压源是集成电路系统中的重要组成部分,其性能直接影响系统的稳定性和鲁棒性。温度系数是基准电压源的重要性能指标之一,而高阶温度补偿技术是降低基准源温度系数的有效方法。基于标准0.18μm CMOS工艺,设计了一种低温度系数的带隙基准电压源,采用电流模结构的带隙基准电路实现了低电源电压工作,并通过VBE线性化补偿技术实现了在低压下的高阶温度补偿。所设计的CMOS带隙基准电压源在-40~125℃的范围内,温度系数为 6.855ppm/℃,低频时电源电压抑制比达到了-95 dB,而电源电压在0.6~1.8 V范围内变化时线性调整率仅为0.2%。仿真实验结果表明,该电路结构能够有效提升带隙基准电压源的温度性能。 [6]吕江萍,胡巧云.一种曲率补偿的高精度带隙基准源设计.《电子与封装》2016 年第8期34-36 中文摘要:基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,设计了一种带曲率补偿的低温漂带隙基准源。采用折叠式共源共栅放大器反馈结构带隙基准源,利用晶体管的VBE与IC的温度特性产生T1n T补偿量,对传统的带隙基准进行曲率补偿。仿真结果表明,在5 V 供电电压下,-40~125℃温度范围内,基准电压的波动范围为 1.2715~1.2720 V,温漂为3.0×10~(-6)/℃,低频时电路电源抑制比为-86 d B。 [7]郭玮,冯全源,庄圣贤,高峡.一种新颖的高电源抑制带隙基准源电路设计.《科 学技术与工程》2016年第28期199-203 中文摘要:基于0.18μm BCD工艺,设计了一种新颖的低温漂高电源抑制比(PSRR)的带隙基准源电路。基准核心电路采用自偏置结构,简化了电路的设计。在不显著增加电路功耗与面积的前提下,通过引入预调节电路极大地提高了电路的PSRR。基准源输出采用负反馈结构,进一步提升了PSRR。Hspice软件仿真结果表明:在-40~ 150℃温度范围变化时,基准输出电压变化为283μV,温度系数仅为1.18×10^(-6) (ppm)/℃;基准的稳定输出电压为1.257 V;电源电压在3~6 V范围变化时,线性调整率为0.082 m V/V;5 V电源电压下,低频时电源电压抑制比为130 d B,在100 k Hz时也能高达65 d B。电路整体功耗为0.065 m W,版图面积为63μm×72μm。 5、检索结果评价 本次检索采用3个中文数据库,查找到的信息有优秀硕士论文和期刊论文,内容完整,且都是近十年的最新,有较高的参考价值。通过检索,不仅查找了课题相关信息,也发现了一些课题的新问题和新动向,检索结果良好。