最新mx带隙基准源电路与版图设计
低功耗带隙基准电压源电路设计

低功耗带隙基准电压源电路设计蒋本福【摘要】文章提出一种三层self-cascode管子工作在亚阈值区的低功耗带隙基准电压源电路.该电路具有电路结构简单、功耗低、温度系数小、线性度小和面积小等特点.采用CSMC 0.18μm的标准CMOS工艺,华大九天Aether软件验证平台进行仿真.仿真结果表明,在tt工艺角下电路的启动时间为6.64μs,稳定输出的基准电压Vref为567 mV;当温度在-40℃~125℃范围内时,tt工艺角下基准电压Vref的温度系数TC为18.8 ppm/℃;电源电压在1.2 V~1.8 V范围内时,tt工艺角下基准电压Vref的线性度为2620 ppm/V;在10 Hz~1 kHz带宽范围内,tt工艺角下基准电压Vref的电源抑制比(PSRR)为51 dB;版图核心面积为0.00195 mm2.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】3页(P39-41)【关键词】Aether软件;功耗;温度系数;线性度;面积【作者】蒋本福【作者单位】吉林大学珠海学院,广东珠海519000【正文语种】中文【中图分类】TN432在模拟IC和混合IC中,带隙基准电压是不可缺少的电路模块。
传统的低压、低功耗带隙基准电路是基于垂直双极晶体管,在文献[1-2]中分别提出了多种设计方法。
然而,这些方法都需要几百兆欧姆的电阻实现低功耗运行,占用较大芯片面积,浪费资源。
参考文献[3]也提出了由几个工作在亚阈值区的MOS管组成的电路,虽然保证了低功耗,但是也出现了温度补偿不够等问题。
为了实现低温漂带隙基准电压电路,高阶温度补偿技术[5]必须得到广泛应用,以减小带隙电压的温度系数。
因此本文提出在低功耗的带隙基准基础上增加高阶温度补偿电路来实现低温漂基准电压电路。
电路原理图如图1所示,主要由启动电路[4]、电流产生电路[5]和self-cascode[4-5]自偏置电路三部分组成。
带隙基准电路设计要点

帯隙基准电路设计(东南大学集成电路学院)一.基准电压源概述基准电压源(Reference V oltage)是指在模拟电路或混合信号电路中用作电压基准的具有相对较高精度和稳定度的参考电压源,它是模拟和数字电路中的核心模块之一,在DC/DC ,ADC ,DAC 以及DRAM 等集成电路设计中有广泛的应用。
它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个电路系统的精度和性能。
模拟电路使用基准源,是为了得到与电源无关的偏置,或是为了得到与温度无关的偏置,其性能好坏直接影响电路的性能稳定。
在CMOS 技术中基准产生的设计,着重于公认的“帯隙”技术,它可以实现高电源抑制比和低温度系数,因此成为目前各种基准电压源电路中性能最佳、应用最广泛的电路。
基于CMOS 的帯隙基准电路的设计可以有多种电路结构实现。
常用的包括Banba 和Leung 结构带薪基准电压源电路。
在综合考虑各方面性能需求后,本文采用的是Banba 结构进行设计,该结构具有功耗低、温度系数小、PSRR 高的特点,最后使用Candence 软件进行仿真调试。
二.帯隙基准电路原理与结构1.工作原理带隙基准电压源的设计原理是根据硅材料的带隙电压与电源电压和温度无关的特性,通过将两个具有相反温度系数的电压进行线性组合来得到零温度系数的电压。
用数学方法表示可以为:2211V V V REF αα+=,且02211=∂∂+∂∂T V T V αα。
1).负温度系数的实现根据双极性晶体管的器件特性可知,双极型晶体管的基极-发射极电压BE V 具有负温度系数。
推导如下:对于一个双极性器件,其集电极电流)/(ex p T BE S C V V I I =,其中q kT V T /=,约为0.026V ,S I 为饱和电流。
根据集电极电流公式,得到:SC T BE I I V V ln= (2.1) 为了简化分析,假设C I 保持不变,这样: TI I V I I T V T V S S T S C T BE ∂∂-∂∂=∂∂ln (2.2) 根据半导体物理知识可知:kT E bT I gm S -=+ex p 4 (2.3)其中b 为比例系数,m ≈−3/2,Eg 为硅的带隙能量,约为1.12eV 。
带隙基准电压源设计解析

0 引言基准电压是集成电路设计中的一个重要部分,特别是在高精度电压比较器、数据采集系统以及A/D和 D/A转换器等中,基准电压随温度和电源电压波动而产生的变化将直接影响到整个系统的性能。
因此,在高精度的应用场合,拥有一个具有低温度系数、高电源电压抑制的基准电压是整个系统设计的前提。
传统带隙基准由于仅对晶体管基一射极电压进行一阶的温度补偿,忽略了曲率系数的影响,产生的基准电压和温度仍然有较大的相干性,所以输出电压温度特性一般在20 ppm/℃以上,无法满足高精度的需要。
基于以上的要求,在此设计一种适合高精度应用场合的基准电压源。
在传统带隙基准的基础上利用工作在亚阈值区MOS管电流的指数特性,提出一种新型二阶曲率补偿方法。
同时,为了尽可能减少电源电压波动对基准电压的影响,在设计中除了对带隙电路的镜相电流源采用cascode结构外还增加了高增益反馈回路。
在此,对电路原理进行了详细的阐述,并针对版图设计中应该的注意问题进行了说明,最后给出了后仿真结果。
l 电路设计1.1 传统带隙基准分析通常带隙基准电压是通过PTAT电压和CTAT电压相加来获得的。
由于双极型晶体管的基一射极电压Vbe呈负温度系数,而偏置在相同电流下不同面积的双极型晶体管的基一射极电压之差呈正温度系数,在两者温度系数相同的情况下将二者相加就得到一个与温度无关的基准电压。
传统带隙电路结构如图1所示,其中Q2的发射极面积为Q1和Q3的m倍,流过Q1~Q3的电流相等,运算放大器工作在反馈状态,以A,B两点为输入,驱动Q1和Q2的电流源,使A,B两点稳定在近似相等的电压上。
假设流过Q1的电流为J,有:由于式(5)中的第一项具有负温度系数,第二项具有正温度系数,通过调整m值使两项具有大小相同而方向相反的温度系数,从而得到一个与温度无关的电压。
理想情况下,输出电压与电源无关。
然而,标准工艺下晶体管基一射极电压Vbe随温度的变化并非是纯线性的,而且由于器件的非理想性,输出电压也会受到电源电压波动的影响。
1.5-V高阶曲率补偿CMOS带隙基准源

1.5-V高阶曲率补偿CMOS带隙基准源摘要此报告中设计了一种新的低电平,低噪声,高阶曲率补偿CMOS带隙基准源。
此带隙电路用两个电阻串来减小电源电压。
此外,由高阻抗的多晶硅电阻和扩散电阻产生的热敏电阻比来提供高阶补偿。
此所设计的带隙基准电压源能在1.5V电源电压下工作(此时0℃时V th=0.9V),它的温度系数小于15.2ppm/℃,平均电源调整率为5.5mV/V。
1.简介基准电压源是许多电子元器件的主要组成,例如电源转换器,数字转化器,射频电路。
温度对带隙基准电压源的影响毫无疑问会影响它的性能。
因此低电平,低功率,低温飘带隙基准电压源在工业生产中越来越重要。
事实上,许多现有的技术都能减小基准电压源的温度系数,如Song等人提出的二次温度补偿, Rincon-Mora等人提出的分段线性曲率校正。
Audy和Lewis等人分别提出了更简单的基于热敏电阻比来加以实现的二阶和三阶曲率补偿带隙基准源。
这个方法被Leung等人进一步发展为高阶曲率补偿用于CMOS带隙基准电压源的设计。
曲率补偿CMOS带隙基准电压源利用一个负温度系数的高阻抗多晶硅电阻和一个正温度系数的扩散电阻来产生一个热敏电阻比,以此能够有效地减少此带隙基准源的温度漂移。
以上电阻都能在CMOS工艺中实现。
有过报道的最低工作电源电压为2V,这对于将来的应用还远不够低。
为了未来应用中进一步减小所要求的电源电压,这里提出一种基于以上理论的低电压曲率补偿带隙基准源。
它利用两个完全相同的电阻串来同时提供曲率补偿和电压电平摆幅。
在文章中,我们所设计的低电压带隙基准电压源将在第2章节中介绍。
影响基准电压源精确度的重要设计因素,包括如电流镜匹配,放大器的偏移电压和输出噪声。
章节3中的实验结果证实了这一结论。
章节4为最后的总结。
2.我们所设计的曲率补偿带隙基准源此低电压,高阶曲率补偿带隙基准源的电路结构和完整原理图分别如图1.和图2.所示。
图1.高阶曲率补偿带隙基准源的电路结构图2. 高阶曲率补偿带隙基准源的原理图在常规设计中,电源电压被误差放大器的PMOS输入级电压V GS所制约,而为了降低电源电压,应使用NMOS作为误差放大器的输入级。
带隙基准设计实例

带隙基准设计实例-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN带隙基准电路的设计基准电压源是集成电路中一个重要的单元模块。
目前,基准电压源被广泛应用在高精度比较器、A/ D 和D/ A 转换器、动态随机存取存储器等集成电路中。
它产生的基准电压精度、温度稳定性和抗噪声干扰能力直接影响到芯片,甚至整个控制系统的性能。
因此,设计一个高性能的基准电压源具有十分重要的意义。
自1971 年Robert Widla 提出带隙基准电压源技术以后,由于带隙基准电压源电路具有相对其他类型基准电压源的低温度系数、低电源电压,以及可以与标准CMOS 工艺兼容的特点,所以在模拟集成电路中很快得到广泛研究和应用。
带隙基准是一种几乎不依赖于温度和电源的基准技术,本设计主要在传统电路的基础上设计一种零温度系数基准电路。
一 设计指标:1、 温度系数:ref F VTC V T ∆=∆ 2、 电压系数:ref F ddV VC V V ∆=∆ 二 带隙基准电路结构:三 性能指标分析如果将两个具有相反温度系数(TCs )的量以适合的权重相加,那么结果就会显示出零温度系数。
在零温度系数下,会产生一个对温度变化保持恒定的量V REF 。
V REF = a 1V BE + a 2V T ㏑(n)其中, V REF 为基准电压, V BE 为双极型三极管的基极-发射极正偏电压, V T 为热电压。
对于a 1和a 2的选择,因为室温下/ 1.5m /BE T V V K ∂∂≈-,然而/0.087m /T V T V K ∂∂≈+,所以我们可以选择令a 1=1,选择a 2lnn 使得2(ln )(0.087/) 1.5/n mV K mV K α=,也就是2ln 17.2n α≈,表明零温度系数的基准为:17.2 1.25REF BE T V V V V ≈+≈对于带隙基准电路的分析,主要是在Cadence 环境下进行瞬态分析、dc 扫描分析。
带隙基准

偏置电路
例:分析启动电路 上电时,M5、M6 off
Vx = Vy = 0(t = 0) ⇒Vx ↑,Vy ↑ ⇒Vy ,Vx > Vth, M6 M5 on
M5 on 导致电路脱离简并点。 M6 导通使X点的电压下降,最终 使M5关断。
1 W 分析关键点: 2 µCox L = [VDD − I6 (Ra + Rb ) −Vth6 ] = I6 6
(if
VT IC VT Eg = ln − (4 + m) − 2 VT m ≈ −3/ 2 T IS T kT ≈ Vbe − (4 + m)VT − Eg / q T
o
当
Vbe = 750mV T = 300 K
⇒
∂Vbe = −1.5mV /o K ∂T
带隙基准
2 I1 2I 2
令: Vgs 3 = Vgs 4 ⇒ Vth 3 +
β3
= Vth 4 +
β4
因为衬偏效应相同, ∴ I1 I 2 = β 3 β 4 则:Vgs1 = Vgs 2 ⇒ I1 I 2 = β1 β 2 设计: W
L 3 W W W = L 4 L 1 L 2
Rout ≅ gm1ro1ro2 (1+ A)
例: mirror A (Sackinger 1990)
rout ≅ g m1 g m 3 rds1 rds 2 rds 3 2
VDS 2 = VDS 5 = Veff 3 + Vtn
改进的电流源
mirror B (Martin 1994)
VG 3 = 2Veff + Vtn
最新带隙基准源电路与版图设计

论文题目:带隙基准源电路与版图设计摘要基准电压源具有相对较高的精度和稳定度,它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个系统的精度和性能。
模拟电路使用基准源,或者是为了得到与电源无关的偏置,或者为了得到与温度无关的偏置,其性能好坏直接影响电路的性能稳定,可见基准源是子电路不可或缺的一部分,因此性能优良的基准源是一切电子系统设计最基本和最关键的要求之一,而集成电路版图是为了实现集成电路设计的输出。
本文的主要目的是用BiCMOS工艺设计出基准源电路的版图并对其进行验证。
本文首先介绍了基准电压源的背景发展趋势及研究意义,然后简单介绍了基准电压源电路的结构及工作原理。
接着主要介绍了版图的设计,验证工具及对设计的版图进行验证。
本设计采用40V的0.5u BiCMOS工艺库设计并绘制版图。
仿真结果表明,设计的基准电压源温度变化为-40℃~~85℃,输出电压为2.5V及1.25V。
最后对用Diva 验证工具对版图进行了DRC和LVS验证,并通过验证,表明本次设计的版图符合要求。
关键字:BiCMOS,基准电压源,温度系数,版图Subject: Research and Layout Design Of Bandgap ReferenceSpecialty: MicroelectronicsName: Zhong Ting (Signature)____Instructor: Liu Shulin (Signature)____ABSTRACTThe reference voltage source with relatively high precision and stability, temperature stability and noise immunity affect the accuracy and performance of the entire system. Analog circuit using the reference source, or in order to get the bias has nothing to do with power, or in order to be independent of temperature, bias, and its performance directly affects the performance and stability of the circuit shows that the reference source is an integral part of the sub-circuit, excellent reference source is the design of all electronic systems the most basic and critical requirements of one of the IC layout in order to achieve the output of integrated circuit design. The main purpose of this paper is the territory of the reference circuit and BiCMOS process to be verified.This paper first introduces the background of the trends and significance of the reference voltage source, and then briefly introduced the structure and working principle of the voltage reference circuit. Then introduces the layout design and verification tools to verify the design of the territory.This design uses a 40V 0.5u BiCMOS process database design and draw the layout.The simulation results show that the design of voltage reference temperature of -40 ° C ~ ~ 85 ° C, the output voltage of 2.5V and 1.25V. Finally, the Diva verification tool on the territory of the DRC and LVS verification, and validated, show that the territory of the design meet the requirements.Keywords: BiCMOS,band gap , temperature coefficient, layout目录1 绪论 (1)1.1 背景介绍及发展趋势 (1)1.2 研究意义 (3)1.3 本文主要工作 (4)2 基准电压源电路设计 (5)2.1 基准电压源的分类及特点 (5)2.2 基准电压源的温度特性 (7)2.2.1 负温度系数项V (7)BE2.2.2 正温度系数电压 (7)2.3 基本原理 (8)2.3.1 与温度无关的电路 (8)2.3.2.与电源无关的偏置电路 (8)2.4 基准电压源电路设计 (9)2.4.1 基本原理 (9)2.4.2 运放的设计 (10)2.4.3 带隙核心电路设计 (13)2.5 仿真分析 (14)3 版图设计 (19)3.1 版图设计的基础 (19)3.1.1 集成电路版图设计与掩膜版、制造工艺的关系 (19)3.1.2 版图设计的设计规则 (19)3.1.3 版图通用设计步骤 (22)3.2工艺介绍 (23)3.2.1 常见工艺简介 (23)3.2.2 BiCMOS工艺 (25)3.3 带隙基准电路的版图设计 (28)3.3.1 版图的分层及连接 (28)3.3.2 版图设计环境介绍 (29)3.3.3 器件及总体版图 (29)4 版图验证 (39)4.1 版图验证概述 (39)4.2 验证工具介绍 (38)4.2.1 Cadence概述 (38)4.2.2 Diva使用介绍 (39)4.3 版图的DRC验证 (43)4.4 版图的LVS验证 (43)5总结 (45)致谢 (48)参考文献 (49)1 绪论1.1 背景介绍及发展趋势基准源是模拟与数字系统中的核心模块之一,它被广泛应用于动态存储(DRAM)、闪存(flash memory)以及其他模拟器件中。
最新—高精度cmos带隙基准源的

—高精度c m o s带隙基准源的摘要基准电压源是模拟电路设计中广泛采用的一个关键的基本模块。
所谓基准电压源就是能提供高稳定度基准量的电源,这种基准源与电源、工艺参数和温度的关系很小,但是它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个电路系统的精度和性能。
本文的目的便是设计一种高精度的CMOS带隙基准电压源。
本文首先介绍了基准电压源的国内外发展现状及趋势。
然后详细介绍了带隙基准电压源的基本结构及基本原理,并对不同的带隙基准源结构进行了比较。
接着对如何提高带隙基准的电源抑制比以及带隙基准电压源的温度补偿原理进行了分析,还总结了目前提高带隙基准电压源温度特性的各种方法。
在此基础上运用曲率校正、内部负反馈电路、RC滤波器、快速启动电路,设计出了具有良好的温度特性和高电源抑制比的带隙基准电压源电路。
最后应用HSPICE仿真工具对本文中设计的带隙基准电压源电路进行了完整模拟仿真并分析了结果。
模拟和仿真结果表明,电路实现了良好的温度特性和高电源抑制比,0℃~100℃温度范围内,基准电压温度系数大约为11.2ppm/℃,在1Hz到10MHz频率范围内平均电源抑制比(PSRR)可达到-80dB,启动时间为700s 。
关键词: 带隙基准电压源;温度系数;电源抑制比;AbstractVoltage reference is the vital basic module which is widely adopted in analog circuits. It can supply a voltage with high stability. The power supply, technics parameter rand temperature has lesser effete to this voltage. Its temperature stability and antinoise capability influence the precision and performance of the whole system. The purpose of this article is to design a high precision CMOS bandgap voltage reference.In this article, the present situation and developmental trend of voltage reference studies both at home and abroad are presented. The structure and principle of voltage reference are analyzed in detail, and then the different structures of bandgap voltage reference are compared. By analyzing the power supply rejection ratio (PSRR) and the principle of temperature compensation, the method of improving the temperature characteristic is summarized. The design of a bandgap voltage reference circuit with high power supply rejection ratio and good temperature characteristic is completed by applying curvature emendation, inside negative feedback technology, RC filter and fast start-up circuit. At last, the circuits have been simulated with HSPICE simulation tools.The simulation results show that,the circuit with good temperature characteristic and high power supply rejection ratio, and at the temperature range of 0℃ to 100℃, the temperature coefficient(TC) is about 11.2ppm/℃. In the frequency range of 1Hz to 10MHz, the average power supply rejection ratio is more than -80dB and it has a turn-on time less than 700s .Key Words: bandgap voltage reference; temperature coefficient; power supply rejection ratio;目录摘要 (I)Abstract....................................................... I I 1.绪论 (1)1.1 国内外研究现状与发展趋势 (1)1.2 课题研究的目的意义 (2)1.3 本文的主要内容 (2)2. 基准电压源的原理与电路 (3)2.1 基准电压源的结构 (3)2.1.1直接采用电阻和管分压的基准电压源 (3)2.1.2有源器件与电阻串联组成的基准电压源 (4)2.1.3带隙基准电压源 (6)2.2 带隙基准电压源的基本原理 (6)2.2.1与绝对温度成正比的电压 (7)2.2.2负温度系数电压V BE (7)2.3 带隙基准源的几种结构 (8)2.4 V BE的温度特性 (11)2.5 带隙基准源的曲率校正方法 (13)2.5.1线性补偿 (13)2.5.2高阶补偿 (13)本章小结 (17)3. 高精度CMOS带隙基准源的电路设计与仿真 (18)3.1 高精度CMOS带隙基准电压源设计思路 (18)3.2 核心电路 (19)3.3 提高电源抑制比电路 (20)3.3.1负反馈回路 (21)3.3.2 RC滤波器 (22)3.4 快速启动电路及快速启动电路的控制电路 (23)3.4.1快速启动电路的控制电路 (23)3.4.2快速启动电路 (24)3.5 CMOS带隙基准电压源的温度补偿原理 (24)3.6 高精度CMOS带隙基准电压源的电路仿真 (27)3.6.1仿真工具的介绍 (27)3.6.2核心电路的仿真结果 (27)3.6.3电源抑制比电路的仿真结果 (28)3.6.4快速启动电路的仿真结果 (28)3.6.5整体电路的仿真结果 (29)本章小结 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)1.绪论基准电压源(Reference V oltage)是指在模拟电路或混合信号电路中用作电压基准的具有相对较高精度和稳定度的参考电压源。
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m x带隙基准源电路与版图设计论文题目:带隙基准源电路与版图设计摘要基准电压源具有相对较高的精度和稳定度,它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个系统的精度和性能。
模拟电路使用基准源,或者是为了得到与电源无关的偏置,或者为了得到与温度无关的偏置,其性能好坏直接影响电路的性能稳定,可见基准源是子电路不可或缺的一部分,因此性能优良的基准源是一切电子系统设计最基本和最关键的要求之一,而集成电路版图是为了实现集成电路设计的输出。
本文的主要目的是用BiCMOS工艺设计出基准源电路的版图并对其进行验证。
本文首先介绍了基准电压源的背景发展趋势及研究意义,然后简单介绍了基准电压源电路的结构及工作原理。
接着主要介绍了版图的设计,验证工具及对设计的版图进行验证。
本设计采用40V的0.5u BiCMOS工艺库设计并绘制版图。
仿真结果表明,设计的基准电压源温度变化为-40℃~~85℃,输出电压为2.5V及1.25V。
最后对用Diva验证工具对版图进行了DRC和LVS验证,并通过验证,表明本次设计的版图符合要求。
关键字:BiCMOS,基准电压源,温度系数,版图仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢47Subject: Research and Layout Design Of Bandgap ReferenceSpecialty: MicroelectronicsName: Zhong Ting (Signature)____Instructor: Liu Shulin (Signature)____ABSTRACTThe reference voltage source with relatively high precision and stability, temperature stability and noise immunity affect the accuracy and performance of the entire system. Analog circuit using the reference source, or in order to get the bias has nothing to do with power, or in order to be independent of temperature, bias, and its performance directly affects the performance and stability of the circuit shows that the reference source is an integral part of the sub-circuit, excellent reference source is the design of all electronic systems the most basic and critical requirements of one of the IC layout in order to achieve the output of integrated circuit design. The main purpose of this paper is the territory of the reference circuit and BiCMOS process to be verified.This paper first introduces the background of the trends and significance of the reference voltage source, and then briefly introduced the structure and working principle of the voltage reference circuit. Then introduces the layout design and verification tools to verify the design of the territory.This design uses a 40V 0.5u BiCMOS process database design and draw the layout.The simulation results show that the design of voltage reference temperature of -40 ° C ~ ~ 85 ° C, the output voltage of 2.5V and 1.25V. Finally, the Diva verification tool on the territory of the DRC and LVS verification, and validated, show that the territory of the design meet the requirements.Keywords: BiCMOS,band gap , temperature coefficient, layout目录1 绪论 01.1 背景介绍及发展趋势 01.2 研究意义 (2)仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢471.3 本文主要工作 (3)2 基准电压源电路设计 (4)2.1 基准电压源的分类及特点 (4)2.2 基准电压源的温度特性 (6)V (6)2.2.1 负温度系数项BE2.2.2 正温度系数电压 (6)2.3 基本原理 (7)2.3.1 与温度无关的电路 (7)2.3.2.与电源无关的偏置电路 (8)2.4 基准电压源电路设计 (8)2.4.1 基本原理 (8)2.4.2 运放的设计 (9)2.4.3 带隙核心电路设计 (13)2.5 仿真分析 (14)3 版图设计 (18)3.1 版图设计的基础 (18)3.1.1 集成电路版图设计与掩膜版、制造工艺的关系 (18)3.1.2 版图设计的设计规则 (19)3.1.3 版图通用设计步骤 (22)3.2工艺介绍 (23)3.2.1 常见工艺简介 (23)3.2.2BiCMOS工艺 (25)3.3 带隙基准电路的版图设计 (27)3.3.1版图的分层及连接 (27)3.3.2 版图设计环境介绍 (27)3.3.3 器件及总体版图 (29)4 版图验证 (37)仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢474.1 版图验证概述 (37)4.2 验证工具介绍 (38)4.2.1 Cadence概述 (38)4.2.2 Diva使用介绍 (39)4.3 版图的DRC验证 (43)4.4 版图的LVS验证 (43)5总结 (45)致谢 (46)参考文献 (46)仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢471 绪论1.1 背景介绍及发展趋势基准源是模拟与数字系统中的核心模块之一,它被广泛应用于动态存储(DRAM)、闪存(flash memory)以及其他模拟器件中。
其实现方式有电压基准和电流基准。
基准电压源是模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、线性稳压器和开关稳压器、温度传感器、充电电池保护芯片和通信电路等电路中不可缺少的部分,基准电流源主要作为高性能运算放大器等器件或电路的偏置,也可用于LVDS 驱动器和Viterbi解码器。
基准源需要有稳定的工艺、电压和温度系数,并且不需要随着制造工艺的改变而改变。
带隙基准参考源通常是模拟和混合信号处理系统中重要的组成模块,它用来提供高稳定的参考电平和参考电压,对系统的性能起着至关重要的作用。
传统的带隙基准电路利用双极型晶体管的基极—发射极电压V m的负温度系数和不同电流密度下两个双极型晶体管基极—发射极电压的差值的正温度系数相互补偿,使输出电压达到很低的温度漂移。
但实际设计电路中由于运放的失调电压对V m的影响,V m与温度的非线性关系,使传统的带隙基准电路在温度系数、功耗、PSRR等方面无法达到现今集成电路设计的要求。
随着现代如今,带隙基准源在AD/DA、电源芯片、锁相环、高精度的电压表、电流表、欧姆表等领域有着很广泛的应用。
仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢47微电子技术和通信技术的发展,集成电路已进入超深亚微米时代,它的发展继续以高速、高集成度、低功耗为目标。
在发展的同时,集成电路逐渐与其它学科和技术相结合,形成新的方向,新的学科或专业,不断改变着传统专业分工的格局,使得SOC系统(System on Chip)越来越复杂。
这对模拟电路基本模块的电压、功耗、精度和速度等, 提出了更高的要求。
传统的带隙基准源电路结构渐渐难以适应设计需求。
近几年,国内外学者都对传统带隙基准源进行了改进,主要集中降低温度系数,提高了PSRR以及使其能工作在低电源电压下,展现出低功耗、低噪声、低温漂、高精度等特性。
国内外对CMOS工艺带隙基准电压源做了大量的研究,最新的技术进展主要体现在以下几个方面。
(1)低温度系数低温度系数的电压基准源对于高分辨率的DAC和ADC尤其重要。
对于一阶补偿的带隙基准源,温度系数通常可以做到10.60ppm/。
C。
为了进一步降低带隙基准的温度系数必须做高阶补偿。
目前出现的高阶补偿技术包括利用MOS管亚阈区v~I特性的补偿的带隙基准电路、利用电阻的温度特性的曲率校正方法、指数曲率补偿方法、温度分段补偿方法等。
(2)低电压工作的电压基准源随着深亚微米集成电路技术的不断发展,集成电路的电源电压越来越低。
带隙基准电压在1.2V左右,所以一般的带隙基准源的工作电压至少在1.2V以上。
仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢47采用特殊电路结构的带隙基准源可以工作在1V左右。
采用这些电路结构后主要的工作电压限制通常来自于运放的工作电压,并最终受限于MOS管的阈值电压。
(3)高电源纹波抑制比随着射频集成电路和数字电路的发展以及带基准源在高频电路应用中的推广,电源抑制比成为了基准源在高频及数模混合电路中的一个重要衡量标准。
在数模混合集成电路中,数字电路的噪声可能对模拟电路产生不利的影响。
因此,在混合电路中电压基准源应该在较宽的范围内具有良好的电源电压抑制比性能。
(4)低功耗低功耗是衡量电路性能好坏的指标之一。
作为集成电路的一个基本单元电路,低功耗也一直是基准电压研究发展的一个方向。
集成电路制造工艺主要有双极工艺、CMOS工艺和BiCMOS工艺。
用双极型工艺可以制造出速度高、驱动能力强、模拟精度高的器件,但双极型器件在功耗和集成度方面却无法满足系统集成的要求:而CMOS工艺可以制造出功耗高、集成度高和抗干扰能力强的CMOS器件,但其速度低、驱动能力差,在既要求高集成度又要求高速的领域中也无能为力。