近年來,隨著軍用和民用市場(chǎng)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(shè)計(jì)得到了快速的發(fā)展,同時(shí)對(duì)電路性能的要求也不斷的提高。基準(zhǔn)源網(wǎng)絡(luò)作為ADC電路的基本標(biāo)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(shè)計(jì)高精度低成本低功耗的基準(zhǔn)源網(wǎng)絡(luò)對(duì)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(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝,設(shè)計(jì)了新穎的帶隙基準(zhǔn)電壓源、基準(zhǔn)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(dá)到了高性能混合信號(hào)集成電路的性能要求。論文基于傳統(tǒng)帶隙基準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu),針對(duì)其結(jié)構(gòu)中的運(yùn)放失調(diào)電壓和運(yùn)放噪聲電壓進(jìn)行電路優(yōu)化,提出了一種可應(yīng)用于低壓環(huán)境下,顯著降低運(yùn)放失調(diào)電壓和運(yùn)放等效輸入噪聲電壓對(duì)基準(zhǔn)輸出電壓影響的新型電路結(jié)構(gòu),并且實(shí)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(yùn)放失調(diào)和噪聲對(duì)基準(zhǔn)輸出電壓的影響降低了88.5%...

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(zhǔn)源網(wǎng)絡(luò)的研究背景及意義
    1.2 基準(zhǔn)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)
    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(zhǔn)電壓源和基準(zhǔn)電流源的理論分析
    2.1 基準(zhǔn)電壓源的主要性能指標(biāo)
    2.2 常見基準(zhǔn)電壓源的種類和原理
        2.2.1 Zener基準(zhǔn)電壓源
        2.2.2 XFET基準(zhǔn)電壓源
        2.2.3 E/D NMOS基準(zhǔn)電壓源
        2.2.4 亞閾區(qū)MOS基準(zhǔn)電壓源
    2.3 帶隙基準(zhǔn)電壓源理論與經(jīng)典電路
        2.3.1 帶隙基準(zhǔn)電壓源理論
        2.3.2 傳統(tǒng)帶隙基準(zhǔn)電壓源結(jié)構(gòu)
    2.4 基準(zhǔn)電流源的主要性能參數(shù)
    2.5 常見基準(zhǔn)電流源的架構(gòu)和原理
        2.5.1 利用BGR電路鉗位的基準(zhǔn)電流源
        2.5.2 利用三極管電壓的溫度特性實(shí)現(xiàn)的基準(zhǔn)電流源
        2.5.3 利用不同載流子遷移率溫度特性差異實(shí)現(xiàn)的基準(zhǔn)電流源
        2.5.4 利用MOS管的零溫度系數(shù)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的基準(zhǔn)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(zhǔn)電壓源的設(shè)計(jì)
    3.1 新型高精度帶隙基準(zhǔn)電壓源的結(jié)構(gòu)
    3.2 基準(zhǔn)源電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 基準(zhǔn)核心電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)
        3.2.3 啟動(dòng)電路模塊設(shè)計(jì)
    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(dòng)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(zhǔn)電流源
    4.1 高集成度低壓低功耗片內(nèi)基準(zhǔn)電流源的設(shè)計(jì)
        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(zhǔn)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(dòng)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(zhǔn)電壓源的整體版圖設(shè)計(jì)與后仿結(jié)果
        5.4.1 帶隙基準(zhǔn)電壓源版圖
        5.4.2 帶隙基準(zhǔn)電壓源后仿結(jié)果
    5.5 基準(zhǔn)電流源的整體版圖設(shè)計(jì)與后仿結(jié)果
        5.5.1 基準(zhǔn)電流源版圖
        5.5.2 基準(zhǔn)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(xiàn)
攻碩期間取得的研究成果



本文編號(hào)：3990745