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 1P8M标准CMOS(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。
