Pipeline ADC中高精度基準(zhǔn)電壓源的設(shè)計(jì).pdf

1、帶隙基準(zhǔn)電壓源作為Pipeline ADC中一個(gè)重要的電路模塊,其性能直接影響了整個(gè)系統(tǒng)的性能。隨著高速、高精度Pipeline ADC的不斷發(fā)展,帶隙基準(zhǔn)電壓源電路的性能受到越來越廣泛的關(guān)注。如何減小帶隙基準(zhǔn)電壓源的溫度系數(shù)、提高電源抑制性能是設(shè)計(jì)應(yīng)用于高速、高精度Pipeline ADC中帶隙基準(zhǔn)電壓源的關(guān)鍵。 本文介紹了基準(zhǔn)電壓源的技術(shù)指標(biāo),闡述了基準(zhǔn)電壓源的理論基礎(chǔ),概述了近年來基準(zhǔn)電壓源的研究發(fā)展?fàn)顩r。在對隱埋齊納二極

2、管基準(zhǔn)電壓源、帶隙基準(zhǔn)電壓源和結(jié)型場效應(yīng)管基準(zhǔn)電壓源三種常用類型的基準(zhǔn)電壓源結(jié)構(gòu)分析比較后,論文采用帶隙結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)電壓源的設(shè)計(jì)。論文重點(diǎn)設(shè)計(jì)了帶隙核心電路,通過設(shè)計(jì)PTAT電流產(chǎn)生電路和CTAT電流產(chǎn)生電路實(shí)現(xiàn)了一階溫度補(bǔ)償,并依據(jù)溫度補(bǔ)償原理確定了電路中的各個(gè)參數(shù)。論文還設(shè)計(jì)了運(yùn)算放大器電路、啟動(dòng)及偏置電路、曲率補(bǔ)償電路和電壓預(yù)調(diào)節(jié)電路。通過曲率補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì),基準(zhǔn)輸出電壓實(shí)現(xiàn)了高階溫度補(bǔ)償,減小了溫度系數(shù)；電壓預(yù)調(diào)節(jié)電路為帶隙核心

3、電路提供了不受電源噪聲干擾的工作電壓,提高了基準(zhǔn)輸出電壓的電源噪聲抑制能力。本研究基于CHRT0.35μm 3.3V CMOS工藝實(shí)現(xiàn)了帶隙基準(zhǔn)電壓源,設(shè)計(jì)了帶隙基準(zhǔn)核心電路的版圖并流片測試。通過Spectre對帶隙核心電路進(jìn)行后仿真,結(jié)果顯示在-40℃-85℃的溫度范圍內(nèi),帶隙核心電路輸出基準(zhǔn)電壓變化了932μV,溫度系數(shù)達(dá)到14.90ppm/℃；電源電壓從3V變化到5V時(shí),基準(zhǔn)電壓變化了1.521mV,低頻時(shí)輸出基準(zhǔn)電壓的電源抑制比