發(fā)布時間：2024-06-07 03:56

　　近年來,隨著軍用和民用市場的需求,圖像傳感器和圖像傳感器讀出電路被大量使用,使得圖像傳感讀出ADC的設計得到了快速的發(fā)展,同時對電路性能的要求也不斷的提高。基準源網(wǎng)絡作為ADC電路的基本標尺,為圖像傳感讀出ADC提供穩(wěn)定高精度的偏置電壓和偏置電流,從根本上決定了ADC電路的整體功耗和穩(wěn)定性能,所以設計高精度低成本低功耗的基準源網(wǎng)絡對圖像傳感讀出ADC的發(fā)展至關(guān)重要。本文基于GSMC 0.13?m標準CMOS工藝,設計了新穎的帶隙基準電壓源、基準電流源電路,使得每種電路相比于傳統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)在精度、功耗、成本方面均得到了提升,達到了高性能混合信號集成電路的性能要求。論文基于傳統(tǒng)帶隙基準電路結(jié)構(gòu),針對其結(jié)構(gòu)中的運放失調(diào)電壓和運放噪聲電壓進行電路優(yōu)化,提出了一種可應用于低壓環(huán)境下,顯著降低運放失調(diào)電壓和運放等效輸入噪聲電壓對基準輸出電壓影響的新型電路結(jié)構(gòu),并且實現(xiàn)了輸出電壓任意可調(diào)。仿真和理論分析顯示其最低工作電壓為0.8V,溫度系數(shù)為26ppm/℃,低頻電源抑制比為102.45dB,TT下功耗為10.88?W,并且相比于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)將電路中運放失調(diào)和噪聲對基準輸出電壓的影響降低了88.5%...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 圖像傳感讀出電路及其基準源網(wǎng)絡的研究背景及意義
    1.2 基準源電路的發(fā)展歷史以及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 發(fā)展歷史
        1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢
    1.3 論文的主要工作及結(jié)構(gòu)
        1.3.1 論文的主要工作
        1.3.2 論文結(jié)構(gòu)
第二章 基準電壓源和基準電流源的理論分析
    2.1 基準電壓源的主要性能指標
    2.2 常見基準電壓源的種類和原理
        2.2.1 Zener基準電壓源
        2.2.2 XFET基準電壓源
        2.2.3 E/D NMOS基準電壓源
        2.2.4 亞閾區(qū)MOS基準電壓源
    2.3 帶隙基準電壓源理論與經(jīng)典電路
        2.3.1 帶隙基準電壓源理論
        2.3.2 傳統(tǒng)帶隙基準電壓源結(jié)構(gòu)
    2.4 基準電流源的主要性能參數(shù)
    2.5 常見基準電流源的架構(gòu)和原理
        2.5.1 利用BGR電路鉗位的基準電流源
        2.5.2 利用三極管電壓的溫度特性實現(xiàn)的基準電流源
        2.5.3 利用不同載流子遷移率溫度特性差異實現(xiàn)的基準電流源
        2.5.4 利用MOS管的零溫度系數(shù)點實現(xiàn)的基準電流源
    2.6 本章小結(jié)
第三章 新型高精度低功耗帶隙基準電壓源的設計
    3.1 新型高精度帶隙基準電壓源的結(jié)構(gòu)
    3.2 基準源電路設計
        3.2.1 基準核心電路設計
        3.2.2 運算放大器的設計
        3.2.3 啟動電路模塊設計
    3.3 仿真結(jié)果與分析
        3.3.1 溫度系數(shù)仿真
        3.3.2 環(huán)路穩(wěn)定性仿真
        3.3.3 電源電壓抑制比仿真
        3.3.4 輸出噪聲仿真
        3.3.5 線性調(diào)整率仿真
        3.3.6 靜態(tài)電流仿真
        3.3.7 啟動電路特性仿真
        3.3.8 工藝失配仿真
    3.4 本章小結(jié)
第四章 高集成度低功耗低成本的片上基準電流源
    4.1 高集成度低壓低功耗片內(nèi)基準電流源的設計
        4.1.1 PTAT電流產(chǎn)生電路
        4.1.2 CTAT電流產(chǎn)生電路
        4.1.3 整體基準電流源電路
    4.2 仿真結(jié)果與分析
        4.2.1 溫度系數(shù)仿真
        4.2.2 靜態(tài)電流仿真
        4.2.3 環(huán)路穩(wěn)定性仿真
        4.2.4 線性調(diào)整率仿真
        4.2.5 啟動電路仿真
    4.3 本章小結(jié)
第五章 版圖及后仿
    5.1 MOS器件的版圖匹配
    5.2 電阻的版圖匹配
    5.3 三極管的版圖匹配
    5.4 帶隙基準電壓源的整體版圖設計與后仿結(jié)果
        5.4.1 帶隙基準電壓源版圖
        5.4.2 帶隙基準電壓源后仿結(jié)果
    5.5 基準電流源的整體版圖設計與后仿結(jié)果
        5.5.1 基準電流源版圖
        5.5.2 基準電流源后仿結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)及展望
致謝
參考文獻
攻碩期間取得的研究成果



本文編號：3990745