基于失配控制的非线性补偿带隙基准电路设计
2011-08-24聂卫东常昌远
东南大学学报(自然科学版) 2011年5期
关键词:工艺
吴 金 聂卫东 常昌远 渠 宁, 李 浩,
(1东南大学无锡分校,无锡 214135)
(2江南大学物联网工程学院,无锡 214122)
(3东南大学集成电路学院,南京 210096)
电压和电流基准作为高精度静态功能电路,在数模混合集成电路中有极广泛的应用,其性能在很大程度上决定了系统信号处理与控制的精度水平.然而,现有的一阶线性补偿带隙基准,因其固有的非线性温度量,其较高的温度系数已无法满足部分超高精度系统应用的需求.在此基础上发展起来的各类高阶非线性补偿技术,虽然理论上可将基准温度系数控制在 1 ×10-6/℃以内[1-2],但因工艺漂移与匹配误差的影响以及低压低功耗的限制,实际温度系数大于10×10-6/℃且呈现较大的离散性[3-4].增加输出修调控制后,电压基准实际温度系数虽略有下降[5-6],但与仿真结果相比仍有较大差距.
基准输出的电源电压稳定性依赖于电路所采用的自偏置结构,温度稳定性则依赖于高阶非线性温度补偿结构.高阶补偿结构中相关器件参数随工艺条件的变化,是导致基准温度特性严重退化、基准输出一致性与均匀性变差的主要原因,增大了输出基准修调的难度.因此,高阶温度补偿不但应有最佳的补偿效果,同时还要求具有最简单的补偿结构,以抑制工艺漂移和工艺误差对高精度基准温度特性的影响.
在常规高阶非线性补偿原理和结构分析的基础上,基于系统失配控制的高阶基准补偿方法,并采用CSMC 0.18 μm CMOS工艺完成了基准电路的设计……
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