1. 研究目的与意义
近年来,随着电子产品特别是智能电子产品硬件的不断普及,对芯片的功耗和性能提出了越来越苛刻的要求。基准电压源或电压参考通常是指在电路中用作电压基准的高稳定度的电压源。随着集成电路规模的不断增大。尤其是系统集成技术(SOC)的发展,它也成为大规模、超大规模集成电路和几乎所有数字模拟系统中不可缺少的基本电路模块
基准源(简称基准)是模拟芯片所必不可少的基本部件,它为电路提供高质量、高稳定性的电流和电压偏置,而且它的性能会直接影响到电路的性能。传统基准存在精度低、温漂大、功耗高和失调电压高等缺点。带隙基准作为集成电路关键模块之一为其他电路模块提供稳定可靠的直流电压,其性能的提高有益于整个系统的改善。本课题意在设计一种低功耗带隙基准源,克服这些缺点,提高电源利用效率,节约能耗。
2. 课题关键问题和重难点
1)PSRR为电源抑制比,用于衡量输出电压对于电源噪声的抑制作用,帯隙基准电路的主要应用就是电压的准确性,肯定要比原来的电源电压更加精确,因此,对电源的抑制比直接决定了带隙电路性能的好坏。电路的电源抑制比PSRR不是很大,只有-40dB。根据分析,可以达到-100dB。但是通过扫描电路参数,始终无法得到更大的电源抑制比。经过分析,可能的原因是放大器的性能限制了电源抑制比,因为设计开始时对放大器的性能考虑不够多。
2)PPM已经达到性能要求,但是现在已经有二阶温度补偿帯隙基准电路结构,原理是引入一股与温度成平方关系的电流,既补偿了低温阶段的基准电压,又补偿了高温阶段的基准电压,大大提高了基准电压源随温度变化的稳定性。二阶温度补偿帯隙基准电路可以很好的控制基准电压的温度系数,增大电源抑制比,由于时间限制没有进行设计。
3)电路的输出电压随着电源电压的上升比较缓慢,没有达到理想的快速上升。
3. 国内外研究现状(文献综述)
电压基准源是一个具有高精度、高稳定性,不随环境温度、电源电压、制作工艺、噪声和其它因素变化而变化的电压源,它经历了一个漫长的发展历程[1]。
1901年,电池作为基准电压源第一次登上了历史舞台,但是由于成本和体积的限制,电池作为基准并没有得到广泛的应用。
随着半导体物理器件的发展,19世纪60年代,齐纳二极管的出现和发展使其在商业领域作为电压基准源取代了标准电池。它工作在反偏击穿区,通过调节自身的反向电流来产生基准电压。齐纳管的工作电流较大,一般可达到几毫安,功耗大,而其稳定电压大约在6V左右。齐纳管的温度特性和噪声特性也较差,但因其具有小型便捷的特点,在早些时候得到了广泛的使用。
4. 研究方案
1)对课题进行学习和理解,了解课题的内容要求
2)对课题进行调研,查阅相关资料,了解基准电压源原理、技术及其应用领域
3)学习带隙基准电压源设计的相关理论知识
5. 工作计划
第1---2周:结合任务书要求,撰写开题报告;
第3---5周:查阅相关文献,学习CMOS电路设计的有关理论,学习CADENCE软件的使用方法;
第6---9周:进行硬件电路设计、仿真、编辑版图和验证;
以上是毕业论文开题报告,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。