朱光荣，尹 岱，聂卫东，，于宗光

（1.无锡友达电子有限公司，无锡214028；2.江南大学电子工程系，无锡214122）

·大规模集成电路设计、制造与应用·

失配电流控制的高阶带隙基准工艺健壮性研究

朱光荣1，尹 岱1，聂卫东1，2，于宗光2

（1.无锡友达电子有限公司，无锡214028；2.江南大学电子工程系，无锡214122）

分析了基于失配电流控制的高阶补偿带隙基准的补偿原理，并研究了工艺偏移对基准电压温度系数的影响。基于失配电流控制的补偿策略具有结构简单、控制精度高，而且可以通过调整失配电流和多晶电阻阻值，使带隙基准具有较低的温度系数，同时具有较强的工艺健壮性。模拟分析表明，在-25℃-125℃温度范围内，在TT（Typical-Typical）工艺角下，带隙基准的温度系数为4.8ppm／℃，同时在其他工艺角下，带隙基准的温度系数都可控制在9.0ppm／℃以下。通过无锡上华科技（CSMC）0.18μm CMOS工艺实验验证，采用这种简单失配电流控制的高阶补偿带隙基准，在3V电源电压下，在-20℃-120℃温度范围内，带隙基准的温度系数最低为6.9ppm／℃。

带隙基准；高阶补偿；温度系数；工艺健壮性

1 引 言

一阶线性电压补偿是产生带隙基准的基本方法，可通过电压模或电流模的一阶线性补偿策略来获得温度系数（Temperature Coefficient，TC）为20-100ppm／℃左右的带隙基准［1-2］。进一步降低基准电压温度系数需要采用高阶补偿策略，可采用指数曲率温度补偿法［3］，线性化补偿法［4］，分段补偿法［5-6］，双电流补偿法［7］，还可利用不同材料的相异温度特性进行高阶补偿等［8］，都能将温度系数控制在5ppm／℃以下。以上各类传统的高阶补偿结构均依赖于附加的电路结构，而且基准电压随工艺波动会发生显著变化，工艺参数的漂移将导致基准电压温度系数的严重退化，甚至产生10倍左右的恶化。……