1. 研究目的与意义
在1971 年，Robert Widlar第一次提出了带隙基准源结构，该技术可以得到一种不依赖于电源电压而且几乎与温度无关的独立基准电压，可以工作在低电源电压下，并且与现在标准的 CMOS 工艺完全兼容。由于齐纳二极管不能和 CMOS 工艺兼容而且不能工作在低电源电压下，带隙基准电压源的结构简单、性能好和功耗低等众多优点，使其成为主流的基准源。
随着尺寸的不断的缩小，芯片的供电电压和功耗不断的降低，对基准源的性能要求也越来越高。基准源的精度、温度稳定性以及电源电压抑制比等参数将影响整个系统的精度和性能。基准电压源电路是集成电路设计中一个不可或缺的单元模块，被广泛的应用在各种模拟集成电路、数模混合集成电路和数字集成电路中。本课题意在设计一种快速启动高PSRR带隙基准源，提高电源利用效率。
2. 课题关键问题和重难点
课题难点在于如何实现这种高性能的带隙电压基准源电路，并结合电路的整体性能，设计一个快速启动高PSRR带隙基准源，最后得到高精度的带隙基准输出。由于在低压低功耗便携式设备中，系统的动态范围越来越小，以至电源电压的噪声如果没有被充分的抑制，会严重影响系统的性能。
课题的关键在于基准源产生的参考电压联系着模拟信号与数字信号，因此基准电压源的温度稳定性以及抗电源噪声的能力是影响方案的关键因素，并直接影响到整个的性能。因此，设计一个好的带隙基准电压源具有十分重要的现实意义。基准源是模拟电路设计中一个关键的单元模块，它为系统提供直流参考基准。它的精度、温度稳定性以及电源电压抑制比影响到整个系统的精度和性能。
3. 国内外研究现状（文献综述）
带隙电压基准的基本原理是通过将两个拥有相反温度系数的电压以合适的权重相加，从而获得具有零温度系数的基准电压。双极型晶体管的基极-发射极电压VBE或者更一般的说，pn结二极管的正向电压具有负温度系数；热电压Vt具有正温度系数，因此将这两个适当的线性叠加就可以得到一个令人满意的零温度系。数影响带隙基准的性能参数包括：温漂系数、输出噪声、功耗以及电源抑制。
（1） 温漂系数
温漂系数是衡带隙基准电压源输出电压随温度变化的一个非常重要指标。温漂系数越小，输出信号受温度的影响就越小。
4. 研究方案
由于带隙基准源在电源电压、功耗和稳定性等方面具有优势，所以是目前主流的基准源电路。为了设计一种高精度高电源电压抑制比的CMOS带隙电压基准源电路，我首先分析了带隙电压基准源的性能指标、基本原理和基本电路结构，并重点研究了几种高阶温度补偿方法。为了实现低电源电压工作，我决定采用电流模结构的带隙基准电路；利用VBE线性化补偿，实现了在低压下的高阶温度补偿；另外为了提高基准源电路的电源电压抑制比，我决定在传统电路结构上插入一级电压减法电路，通过将电源电压噪声直接馈送到反馈环路中实现抑制电源噪声。
5. 工作计划
第1---2周工作：结合任务书要求，撰写开题报告；
第3---5周工作：查阅相关文献，下载CADENCE软件，并完成安装；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周工作：进行硬件电路设计、仿真、编辑版图和验证；并完成实物成果（如：图纸、软硬件、产品等）的规格与数量或性能指标要求实物成果：电路原理图、仿真图、版图性能指标：PSRR约为110dB，启动时间70us，温度系数13ppm/℃。
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