高性能分段曲率補償帶隙基準(zhǔn)電壓源的設(shè)計

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1、隱眉一匿＾堿ｚｂ學(xué)位論文ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ論文題目：高性能分段曲率補償帶隙基準(zhǔn)？電壓源的設(shè)計：響諭単醒＿－學(xué)科專業(yè)：微電子學(xué)與固體電子學(xué)國內(nèi)圖書分類號：ＴＮ４３１．１密級：公開國際圖書分類號：６２１．３８西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文高性能分段曲率補償帯隙基準(zhǔn)電壓源的設(shè)計年級２０１３級姓名李眷申請學(xué)位級別碩±專業(yè)微電子學(xué)與固體電子學(xué)指導(dǎo)老師馮全源二零一六年五月蘭日ＣｌａｓｓｉｆＴＮ４３１．１ｉｅｄＩｎｄｅｘ；Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２１．３８Ｓｏｕｔｈ

2、ｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｇＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＴＨＥＤＥＳＩＧＮＯＦＨＩＧＨＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＰ圧ＣＥＷＩＳＥＣＵＲＶＡＴＵＲＥＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮＢＡＮＤＧＡＰＶＯＬＴＡＧＥＲＥＦＥＲＥＮＣＥＧｒａｄｅ：２０１３Ｃａｎｄｉｄａｔｅ；ＬｉＲｕｉＡｃａｄｅｍｉｃＤｅ化ｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｅｃ－ｐｉａｌｉｔｙ：Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃ１；ｒｏｎｉｃｓａｎｄＳｏｌｉｄｓｔａｔｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＳｕｒｉｓｏｒＦｅｎｐｅｖ：ｇＱｕａｎｙｕａ

3、ｎＭａｙ．３２０１６，西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可Ｗ將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１．保密□，在年解密后適用本授權(quán)書；２．不保密使用本授權(quán)書。上方框內(nèi)打＂＂（請在ＷＶ）；指導(dǎo)老師簽名學(xué)位論文作者簽名：；円期，｜如＞｛；１卑；弓導(dǎo)馬卑；誠弓西南交通大學(xué)碩±學(xué)位論文主

4、要工作（貢獻(xiàn)）聲明本人在學(xué)位論文中所做的主要工作或貢獻(xiàn)如下：本文在對帶隙基準(zhǔn)的原理進(jìn)行了分析的基礎(chǔ)上一，提出了種帶分段曲率補償?shù)母撸崳娦阅軒痘鶞?zhǔn)電壓源…。本文主要做了下幾點工作：１、對帶隙基準(zhǔn)的工作原理和基本架構(gòu)進(jìn)行了分析研巧：２、對傳統(tǒng)帶隙基準(zhǔn)電壓的溫度特性進(jìn)行研究并分析了常用的高階溫度補償方法；一３、設(shè)計了種高性能帶隙基準(zhǔn)電壓源，分析了電源抑制比與運放之間的關(guān)系，給出了一種分段曲率補償方案；４、基于ＵＭＣ０．２５叫ｎＢＣＤ工藝模型，使用ＨＳＰＫ：Ｅ對電路進(jìn)斤了仿真驗證；本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究工作所得的

5、成．果，。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外本論文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作了明確說明。一切法律責(zé)任將由本人承擔(dān)本人完全了解違反上述聲明所引起的。學(xué)位論文作者簽名曰期：＞＞１峰巧令３西南交通大學(xué)碩±研究生學(xué)位論文第Ｉ頁摘要基準(zhǔn)源是ＤＣ／ＤＣ轉(zhuǎn)換器、ＡＣ／ＤＣ轉(zhuǎn)換器、充電保護芯片、ＬＥＤ驅(qū)動、線性穩(wěn)壓器、ＰＷＭ調(diào)制器等常見的電源管理忘片中不可缺少的模塊。它為電源管理芯片中的其他模塊提供參考電壓，基準(zhǔn)源的精度、穩(wěn)定性等性能將會直接影響到芯片的性能，因此設(shè)計高性能的

6、基準(zhǔn)源顯得尤為重要。低電源電壓、低溫漂、高電源抑制比、低功耗一是目前基準(zhǔn)源研究的熱點。帶隙基準(zhǔn)源是各種基準(zhǔn)源架構(gòu)中研究成熟使用廣泛的種基準(zhǔn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，。鑒于此本文將對低溫漂、高性能的帶隙基準(zhǔn)進(jìn)行研究設(shè)計。本文從雙極型晶體管入手介紹了帶隙基準(zhǔn)電壓的產(chǎn)生原理，分析了Ｋｕｉｊｋ、Ｗｉｄｌａｒ、Ｂｒｏｋａｗ、Ｂａｎｂａ等幾種傳統(tǒng)的帶隙基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。并研究了帶隙電壓的高階溫度特性，分一析了幾種常見的高階溫度補償策略，種基于傳統(tǒng)Ｋｕｉｋ帶隙基準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了ｊ一結(jié)構(gòu)的高性能帶隙基準(zhǔn)，。推導(dǎo)分析了電源抑制比與高性能運放之間的關(guān)系設(shè)計了一種具有高增益和高電源抑制

7、比的兩級運放，。給出了種分段曲率補償方案通過利用ＣＴＡＴ電壓和ＰＴＡＴ電壓的溫度特性及ＭＯＳ的亞閩值特性，在低溫和高溫時產(chǎn)生曲率補償電壓對基準(zhǔn)電壓進(jìn)行了分段曲率補償。使用ＨＳＰＩＣＥ仿真軟件對帶隙基準(zhǔn)電路進(jìn)行了仿真驗證，所采用的工藝模型為，‘－Ｃ？ＵＭＣ０．２５畔ＢＣＤ。仿真結(jié)果表明溫度在４０１２５Ｃ的范圍內(nèi)，補償前的基準(zhǔn)溫度系°’Ｃｍ／－１Ｂ數(shù)為，補償后的溫度系數(shù)為２．８Ｃ；低頻時的電源抑制比為９．２ｄ１３．７ｐｐｍ／ｐｐ；°線性調(diào)整率為２４．５７［ｉＶ／Ｖ；基準(zhǔn)環(huán)路的低頻開環(huán)增益為６４．