带隙基准电压源的设计.docx
- 文档编号:1931932
- 上传时间:2023-05-02
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:138.09KB
带隙基准电压源的设计.docx
《带隙基准电压源的设计.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.docx(10页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
带隙基准电压源的设计
哈尔滨理工大学
软件学院
课程设计报告
课程大三学年设计
题目带隙基准电压源设计
专业集成电路设计与集成系统
班级集成10-2班
学生唐贝贝
学号1014020227
指导老师董长春
2013年6月28日
一.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………………………………………………………….
一.课程设计题目描述和要求
1.1电路原理图:
(1).带隙基准电路
(2).放大器电路
1.2设计指标
放大器:
开环增益:
大于70
相位裕量:
大于60度
失调电压:
小于1
带隙基准电路:
温度系数小于10
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>使用工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,仿真问题请查看手册。
2.课程设计报告内容
由于原电路中增加了两个管,所以需要再加上一个,导致最后结果为
,最后大概为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,M10,M11,M12,M13宽长比的计算
设89=20()8=()9=20
为了满足调零电阻的匹配要求,必须有136
->因此还必须满足()13=(86)*()6
即()13/()6=()9/()7取()13=27
取()10=()11=()13=27
因为偏置电路存在整反馈,环路增益经计算可得为1/(13*),若使环路增益小于1,知()12/()13>4故取()12=4*()13=107
2>取2
3>为了满足60的相位裕度的要求:
>0.220.44由于设计需求取4
4>为了版图中的对称性去I5=53,I6=107
5>单位增益带宽11
111*2π
又62.2*24*2π
计算得1=446=48取1=696=55
6>为了消去零点,即将零点移至无穷远处,则调零电阻满足以下公式:
6*R2=1得R2=1.44k
7>M1与M6宽长比的计算
由1=[2()1*I1]^0.5取()2=()1=20
由6=[2()6*I6]^0.5取()6=107
8>M3,M4,M5,M7宽长比的计算
假设过驱动电压0.2v
I34=0.5()*取()3=()4=27
由偏置电流源与电流的比例关系得:
()5=53()7=107
9>由13128*
得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:
基准电压表达式:
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()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(Δ)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()与基极-发射极电压()关系为
其中,。
利用此公式推导得出电压的温度系数为
其中,是硅的带隙能量。
当
可得:
(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。
有以下关系:
(4)带隙基准电路参数的设计
假设8,1。
M为M5与M1234电流大小之比。
并设M1234宽长比为80/3。
则
4.13,假设R1=42=18.4K。
经过调试得知不同大小的R2与R1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104.54;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0V
(3)带隙基准准度
温度系数是
=800u[(100*(1.2109+1.2105)/2)]=6.6
2.4网表文件
*
M1gc333u60u
M2hc333u60u
M3gg00333u80u
M4hg00333u80u
M5cd333u160u
M6h00333u320u
M7d333u320u
M8dd333u80u
M9ad333u80u
M10daf0333u80u
M11aab0333u80u
M12fbk0333u320u
M13bb00333u80u
2hm1.44k
m4p
m2p
0k3.2k
*
1Q23390u3u
23390u3u
3Q13390u3u
43390u3u
53390u3u
Q2a00Q210
Q2b0Q210
Q1a00Q1108
Q1b0Q1Q1108
Q300q3e10
R1Q14k
R2q3e18.4k
*
03.3v
'3524m020025v132'
'3524m020025v132'
v()
-20801*x18.2k18.6k0.01k
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。
四.参考书目
<1>模拟集成电路设计(第二版)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
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)