文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
高性能带隙基准电压源的研究与设计
姓名:张震
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:来新泉
20100101
摘要
电压基准源广泛应用于模拟、数字和数模混合系统中,为 IC 芯片提供高精度
的基准电压。当工艺、温度、电源电压甚至负载变化时,良好的基准源要保持相
对稳定的状态以达到系统高精度的要求。基准源的实现方法各式各样,它们的精
度、功耗、成本也千差万别。本文针对不同的应用场合和工艺,设计了三种高性
能基准电压源。
第一种基准电压源应用于一款有源功率因数校正控制芯片当中。由于该芯片
输入电压较高且变化范围大,故要求此基准电压源要耐高压并且具有较好的 PSRR
特性。该基准基于 BCD 工艺进行设计,采用无运放结构。仿真结果显示,
在-40℃~125℃温度范围内,基准温度系数为 /℃,低频时电源抑制比可达
-108dB,线性调整率仅为 ,满足芯片设计指标要求。
第二种是一款具有良好热稳定性的三端可调式精密稳压基准源芯片 XD6201。
该芯片基于 2μm 35V Bipolar 工艺进行设计,基准电压()精度达到了±%,且
有宽的输出电压范围(~30V)。芯片动态输出阻抗仅为 ,最大漏电流能力
为 200mA。最后对芯片进行了仿真验证,结果显示该芯片的电特性均达到或优于
设计指标。
第三种是针对高精度、高电源抑制比要求而设计的低温漂带隙基准源。本设
计将高阶非线性和分段曲率两种温度补偿方法相结合,在大的工作温度范围内获
得了极小的温度系数。该基准基于标准 CMOS 工艺模型库,使用 HSPICE
仿真器进行仿真验证。结果表明,在典型模型下,当电源电压为 3V,温度在
-40℃~125℃温度范围内变化时,基准的温度系数仅为 /℃,PSRR 在低频
时可达-114dB,线性调整率为。

关键词:带隙基准温度系数电源抑制比温度补偿
Abstract
Voltage reference is widely used in analog, digital and mixed signal systems to
provide high-precision voltage standard for the ICs. With the variations of process,
temperature, supply and even the load, a good voltage reference would maintain a
relatively stable state to meet the system high precision requirement. There are a lot of
reference with different topology, accuracy, power consumption and costs. Three kinds
of voltage reference in different process are proposed for different applications.
The first voltage reference without an error amplifier based on BCD process
is applied to an active power factor correction controller chip. Due to the high supply
voltage of the chip, the reference is required to operate over a voltage range of to
20V and achieves a perfect PSRR performance. Simulations show that, a temperature
coefficient of /℃ from -40℃ to 125℃, a PSRR up to -108dB within 1KHz and
a line regulation of can be achieved.
The second reference based on 2μm 35V Bipolar process is a three terminal
adjustable re