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基于0.5微米CMOS工艺的带隙基准电压源的分析与设计

作　者: 丛宁
导　师: 石广源
学　校: 辽宁大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 带隙基准电压源 运放 差分放大器
分类号: TN432
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
引言  11-17
  0.1 课题提出背景及意义  11-12
  0.2 国内外研究现状  12-15
    0.2.1 高电源抑制比  13
    0.2.2 低工作电压  13-14
    0.2.3 低温度系数  14
    0.2.4 低功耗  14-15
  0.3 课题的目标和研究内容  15
    0.3.1 课题的目标  15
    0.3.2 课题的研究内容  15
  0.4 软硬件及工艺环境  15-16
  0.5 文章结构  16-17
第1章 0.5 微米 CMOS 工艺的 MAU 器件  17-21
  1.1 MAU 器件的概述及各管脚的描述  17-19
    1.1.1 MAU 器件的概述  17
    1.1.2 MAU 器件的各管脚描述  17-19
    1.1.3 MAU 器件的特性  19
  1.2 MAU 器件的功能  19-20
  1.3 MAU 器件典型应用  20-21
第2章 基准电压源基本理论与分析  21-33
  2.1 基准源的指标  21-23
  2.2 带隙基准电压源原理和结构  23-33
    2.2.1 带隙基准电压源基本原理  23-25
    2.2.2 带隙基准电压源结构[  25-31
    2.2.3 两种结构的性能比较  31-33
第3章 带隙基准电压源的偏置电路  33-45
  3.1 基于双极型技术的带隙基准源偏置电路  33-40
  3.2 基于CMOS 技术的带隙基准源偏置电路  40-45
第4章 带隙基准电压源的设计  45-58
  4.1 设计目标  45-46
  4.2 带隙基准电压源设计思路  46-54
    4.2.1 启动电路  48-49
    4.2.2 核心电路  49-51
    4.2.3 二级运放  51-53
    4.2.4 偏置电路和环路补偿电路  53-54
  4.3 影响电路性能的主要误差因素  54-58
    4.3.1 电阻失配  54
    4.3.2 电流镜失配  54-55
    4.3.3 晶体管失配  55
    4.3.4 电阻的温度系数  55
    4.3.5 放大器的输入失调电压  55-56
    4.3.6 其它因素  56-58
第5章 带隙基准电压源的电路仿真  58-62
  5.1 仿真工具简介  58
  5.2 仿真结果  58-62
    5.2.1 直流分析  58-59
    5.2.2 交流小信号分析  59-60
    5.2.3 暂态分析  60-62
第6章 带隙基准电压源的版图设计  62-67
  6.1 设计工具简介  62
  6.2 基本单元  62
  6.3 电路的版图设计  62-67
    6.3.1 电阻  63-64
    6.3.2 电容  64
    6.3.3 Mos 管  64-65
    6.3.4 三极管  65-66
    6.3.5 数模转换模块  66-67
第7章 结论  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 半导体集成电路（固体电路） > 场效应型
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