带隙基准电压源的设计Word下载.docx
- 文档编号:19326229
- 上传时间:2023-01-05
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:373.13KB
带隙基准电压源的设计Word下载.docx
《带隙基准电压源的设计Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《带隙基准电压源的设计Word下载.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
1014020227
指导老师董长春
2013年6月28日
•课程设计题目描述和要求二•课程设计报告内容
2.1课程设计的计算过程
2.2带隙电压基准的基本原理
2.3指标的仿真验证结果
2.4网表文件三•心得体会四.参考书目
课程设计题目描述和要求
1.1电路原理
帛•帯隙基准电路
⑵•放大器电路
Ml
T1
jir
MIOmii
MI2£
——I匚13ML
匚11
1.2设计指标
放大器:
开环增益:
大于70dB
相位裕量:
大于60度
失调电压:
小于lmV
带隙基准电路:
温度系数小于lOppm/C
1.3要求
1>手工计算出每个晶体管的宽长比。
通过仿真验证设计是否正确,是否满足指标的要求,保证每个晶体管的正常工作状态。
2>使用HspiceI具得到电路相关参数仿真结果,包括:
幅频和相频特性(低频增益,相位裕度,失调电压)等。
3>每个学生应该独立完成电路设计,设计指标比较开放,如果出现雷同按不及格处理。
4>完成课程设计报告的同时需要提交仿真文件,包括所有仿真电路的网表,仿真结果。
5>相关问题参考教材第六章,仿真问题请查看HSPICE手册。
二.课程设计报告内容
由于原电路中增加了两个BJT管,所以Vref需要再加上一个Vbe,导致最
后结果为M(Inn)8.6,最后Vref大概为1.2V,且电路具有较大的电流,
可以驱动较大的负载。
2.1课程设计的计算过程
1>M8,M9,MIO,Mil,M12,M13宽长比的计算
设Im8=Im9=20uA(W/L)8=(W/L)9=20uA
为了满足调零电阻的匹配要求,必须有Vgsl3=Vgs6
->因此还必须满足(W/L)13=(Im8/I6)*(W/L)6
即(W/L)13/(W/L)6=(W/L)9/(W/L)7取(W/L)13=27
取(W/L)10=(W/L)11=(W/L)13=27
因为偏置电路存在整反馈,环路增益经计算可得为l/(gml3*Rb),若使环路
增益小于1,知(W/D12/(W/D13>4故取(W/L)12=4*(W/L)13=107
2>取CL=2pf
3>为了满足60DB的相位裕度的要求:
4>为了版图中的对称性去15=53uA,16=107uA
5>单位增益带宽11MHz
UGB=gml/Cc=llMHz*27c
又gm6/CL=2.2*UGB=24MHz*2n计算得gml=44usgm6=48us取gml=69usgm6=55us
9>由Vgsl3二Vgsl2+lm8*RsVgs=J,21吨_川日得Rs=3.2k
2.2带隙电压基准的基本原理
带隙电压基准的基本原理:
0X(Inn)(0.087m卩°
C)二1.伽F
爲InR
基准电压表达式:
Vref
V+,V-的产生原理:
(1)利用了双极型晶体管的两个特性:
基极-发射极电压(VBE)电压与绝对温度成反比
在不同的集电极电流下,两个双极型晶体管的基极-发射极电压的差值(△
VBE)与绝对温度成正比
(2)双极型晶体管构成了带隙电压基准的核心
负温度系数电压:
双极型晶体管,其集电极电流(IC)与基极-发射极电压(VBE)关系为
IcIsexP(Vbe/Vt)
其中,VTkT/qo利用此公式推导得出VBE电压的温度系数为
VbeVbe(4m)VtEg/q
当Vbe750mVT300K
可得:
Vbe/T1.5mV/C
(3)实现零温度系数的基准电压
利用上面的正,负温度系数的电压,可以设计一个零温度系数的基准电压。
有以
F关系•VrefVbe(VtInn)
(Inn)8.6
(4)带隙基准电路参数的设计
假设n二&
M=1oM为M5与M1234电流大小之比。
并设M1234宽长比为
Ro
80/3o则一4.13假设R1=4K,R2=18.4K。
经过调试得知不同大小的R2与R1Ri会影响带隙基准的温度系数以及电路整体的电流大小,影响后续驱动负载能力,调试过程中会存在一定误差,例如18.4/4=4.6与计算结果有一定差距,但是仿真出的结果较好所以我们使用上述参数。
2.3指标的仿真验证结果
(1)放大器增益带和相位裕度的仿真
放大器的增益是104.54DB;
单位增益带宽是5.9474M;
相位裕度是62.141度
(2)失调电压
失调电压为Vos=OV
(3)带隙基准准
度
Temperature(Degree>
温度系数"
f是〒Vef
=800u[(100*(1.2109+1.2105)/2)1=6.6ppm/C
2.4网表文件
sourcebandgap
M6
VOUTh00
mn33
L=3u
W=320u
M7
VOUTdvddvdd
mp33
w二320u
M8
ddvddvdd
W=80u
M9
advddvdd
MIO
daf0
mn
33
Mil
aab0
M12
fbk0
w二32Ou
*///////////////Bandgaplllllllllllllllll
mplQ2aevoutvddvdd
mp2v-voutvddvdd
mp3Qlaevoutvddvdd
mp4v+voutvddvdd
bb0
M130
mp33W=90uL=3u
mn33L=3uW=80u
mp5vrefvoutvddvddmp33W=90uL=3u
Q2a00Q2aeqvp10
Q2b0Q2aev-qvp10
Qlb0QlaeQlbeqvplOm=8
Q30q3eqvplO
R1v+Qlbe4k
R2Vrefq3e18.4k*/////////////////////////////////////vddvdd03.3v.lib
'
c:
/lib/hm3524m020025vl32.lib,tt.lib'
/lib/hm3524m020025vl32.lib'
biptypical.plotv(Vref).op.detemp-20801*sweepx18.2k18.6k0.01k.end
3.心得体会
通过学年设计发现跟多自己的不足,该设计更多是在老师和组员的帮助下完成,在模拟设计方面还有很多的路要走,还有很多的只是要学,很多的不足仍需改进。
大学的课程虽然临近结束,可是在接下来的一年的学习不会停止,而且跟多的是靠自己。
4.参考书目<
1>
.CMOS模拟集成电路设计(第二版)PhillipE.AllenDouglasR.Holberg著冯军李智群译王志功审校
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基准 电压 设计