基于0.5微米CMOS工艺的带隙基准电压源的分析与设计

带隙基准电压源论文 运放论文
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21世纪将是信息时代,而信息技术是国民经济的核心技术,他服务于国民经济各个领域,以通信和集成电路为基础的信息产业已成为国民经济最重要的先导和支柱产业,近年来我国通信与信息产业的迅速发展,直接带动了集成电路市场的大幅度增长,给全球信息产业注入了新的活力。[1]本论文研究的MAU器件采用符合IEC61158-2的曼彻斯特码技术,最大数据传输速率31.25 Kbit/s。[2]采用SMD housing MLeQ40封装,器件尺寸小。该MAU器件支持所有发送与接收功能,吸收总线上附加电源电流并具有高阻特性.采用两种稳压电源供电并允许电源具有电隔离。[3]本论文采用0.5微米CMOS工艺来设计带隙基准电压源。在整个集成电路中带隙基准电压源为整个系统提供电压或者将其提供的电压转化为电流,它的输出电压稳定且精准,受到芯片设计工程师的喜爱。它在模拟集成电路、数字集成电路和数模混合集成电路中都占有一席之地,发挥着自己的功能。带息基准电压源输出的电压稳定、精准,不受电源电压、室内温度、工艺条件的影响[4]论文中的带隙基准电压源采用基本的带隙基准的核心电路,输出基准电压经过运放电路,数模转换器得到放大后的电压,并为其他电路供电。产生带隙基准电压的电路由有源电流镜,共源共栅结构,差分放大器,共源放大器,和源跟随器组成。采用Hspice对电路进行仿真,带隙基准电压源电路的版图均已完成并进行了DRC和LVS检查。电路的测试结果显示各模块均达到设计要求。
摘要第4-5页
ABSTRACT第5页
引言第11-17页
    0.1 课题提出背景及意义第11-12页
    0.2 国内外研究现状第12-15页
        0.2.1 高电源抑制比第13页
        0.2.2 低工作电压第13-14页
        0.2.3 低温度系数第14页
        0.2.4 低功耗第14-15页
    0.3 课题的目标和研究内容第15页
        0.3.1 课题的目标第15页
        0.3.2 课题的研究内容第15页
    0.4 软硬件及工艺环境第15-16页
    0.5 文章结构第16-17页
第1章 0.5 微米 CMOS 工艺的 MAU 器件第17-21页
    1.1 MAU 器件的概述及各管脚的描述第17-19页
        1.1.1 MAU 器件的概述第17页
        1.1.2 MAU 器件的各管脚描述第17-19页
        1.1.3 MAU 器件的特性第19页
    1.2 MAU 器件的功能第19-20页
    1.3 MAU 器件典型应用第20-21页
第2章 基准电压源基本理论与分析第21-33页
    2.1 基准源的指标第21-23页
    2.2 带隙基准电压源原理和结构第23-33页
        2.2.1 带隙基准电压源基本原理第23-25页
        2.2.2 带隙基准电压源结构[第25-31页
        2.2.3 两种结构的性能比较第31-33页
第3章 带隙基准电压源的偏置电路第33-45页
    3.1 基于双极型技术的带隙基准源偏置电路第33-40页
    3.2 基于CMOS 技术的带隙基准源偏置电路第40-45页
第4章 带隙基准电压源的设计第45-58页
    4.1 设计目标第45-46页
    4.2 带隙基准电压源设计思路第46-54页
        4.2.1 启动电路第48-49页
        4.2.2 核心电路第49-51页
        4.2.3 二级运放第51-53页
        4.2.4 偏置电路和环路补偿电路第53-54页
    4.3 影响电路性能的主要误差因素第54-58页
        4.3.1 电阻失配第54页
        4.3.2 电流镜失配第54-55页
        4.3.3 晶体管失配第55页
        4.3.4 电阻的温度系数第55页
        4.3.5 放大器的输入失调电压第55-56页
        4.3.6 其它因素第56-58页
第5章 带隙基准电压源的电路仿真第58-62页
    5.1 仿真工具简介第58页
    5.2 仿真结果第58-62页
        5.2.1 直流分析第58-59页
        5.2.2 交流小信号分析第59-60页
        5.2.3 暂态分析第60-62页
第6章 带隙基准电压源的版图设计第62-67页
    6.1 设计工具简介第62页
    6.2 基本单元第62页
    6.3 电路的版图设计第62-67页
        6.3.1 电阻第63-64页
        6.3.2 电容第64页
        6.3.3 Mos 管第64-65页
        6.3.4 三极管第65-66页
        6.3.5 数模转换模块第66-67页
第7章 结论第67-68页
致谢第68-69页
参考文献第69-72页
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