带隙基准实验报告

带隙基准电路的设计学生姓名：学号：专业班级：微电子学（卓越班）指导教师：二○一二年十二月十八一、设计任务设计一个低温漂的带隙基准电路。二、设计目标1．工作电压3.3v~5v2．PSRR、小于-40dB@1000HZ3．温漂30ppm/℃4．静态功耗40µA5．运算放大器应该满足：增益50dB，相位裕度45º三、设计过程1.电路原理图1带隙基准原理图其中，MOS管M1-M3的宽长比相同，Q1由n个与Q2相同的晶体管并联而成。运放起嵌位作用。对于一个双极性晶体管，我们可以写出其集电极电流公式为:BETVVCSIIe，其中TkTVq，SI为饱和电流，则可以推导出：SCTBEIIVVln假设运算放大器的增益足够高，在忽略电路失调的情况下有：1nlnRVIT则带隙基准电压为：nVRRVRRnVVVTBETBEREFlnln123213（3）其中，BEV具有负温度系数，TV具有正温度系数，这样，通过调节n和12RR，就可以使REFV得到一个零温度系数的值。一般在室温下，有：/1.5//0.087/EBTVTmVKVTmVK为了使则2.17ln12nRRTBEREFVVV2.1732.运算放大器的设计（1）（2）（4）（5）（6）（7）3.参数的提取取I=10µA，n=7根据（2）求得=5.06K，进而求得=44.8K。M1、M2、M3取剩余栅压为0.2~0.4V.取W=L=1μm，I=10µA求得NMOS的KP=100.897µA/2V同理得到PMOS的KP=31.08µA/2V三、仿真过程及结果1.带隙基准电路.lib'/home/fzu/hspice/models/cz6h_v28.lib'tt.lib'/home/fzu/hspice/models/cz6h_v28.lib'bip.paramccv=1ff.paramr=53km521vddvddPENHm=1w=1.68ul=0.7um7vo1vddvddPENHm=1w=1ul=0.7um011vddvddPENHm=1w=1ul=0.7um13vin2vddPENHm=1w=0.84ul=0.7um24vip2vddPENHm=1w=0.84ul=0.7um33300NENHm=1w=1.04ul=0.7um44300NENHm=1w=1.04ul=0.7um6vo400NENHm=1w=1ul=1ump1vinvovddvddPENHm=1w=1ul=0.8ump2vipvovddvddPENHm=1w=1ul=0.8ump3vrefvovddvddPENHm=1w=1ul=0.8uQ100vinPNP5Q2006PNP5m=7Q3007PNP5R1vip65.06kR2vref7rccvo4ccvib10dc1uAvddvdd0dc5Vac1v网表如下：.title.optionspost=2.include/home/fzu/opamp.net.acdec10101g.op.dctemp-401005.probeacvdb(vref).probev(vref).end仿真图形：频率为1k时，PSRR=-41.7dB温漂=4.29pm/℃通过lis文件可以得到：element0:vddvolts5.0000current-33.6857upower168.4284u功耗为33.68u,符合要求2．运算放大器.lib'/home/fzu/hspice/models/cz6h_v28.lib'ttm521vddvddPENHm=1w=1.68ul=0.7um7vo1vddvddPENHm=1w=1ul=0.7um011vddvddPENHm=1w=1ul=0.7um13vin2vddPENHm=1w=0.84ul=0.7um24vip2vddPENHm=1w=0.84ul=0.7um33300NENHm=1w=1.04ul=0.7um44300NENHm=1w=1.04ul=0.7um6vo400NENHm=1w=1ul=1uclvvo05pfccvo41ffib10dc1uAvddvdd0dc5vinvin0dc0.7vipvip0dc0.7ac1网表如下:.title.optionspost=2.include/home/fzu/opa.net.acdec10101g.op.probeacvdb(vo)vp(vo).end仿真图形：增益大于60.3dB,相位裕度=-112+180=68四、心得体会实验设计是我们理论联系实际的最好的途径之一，让我们有机会把课本上学到的知识应用到实际生活中。通过这次带隙基准电源设计使我对Hspcie的使用有了很大的进步，对正在学习的《模拟CMOS集成电路设计》有了更深一步的理解。与此同时，我不仅发现设计的带隙基准电压源有所欠缺，也感到了自身的不足。首先，本次设计实现较为很简单，但由于自身的动手能力不是很强，因此还不是很得心应手，所以在设计中遇到一些问题和一些难点，如波形失真，甚至没有波形的问题，在老师和同学的帮助下把问题一一解决，最终顺利完成本次设计。经过这次课程设计，我们经历了喜、怒、哀、乐。同时我们也对以后的毕业设计有了一定的想法和实现自己想法的决心。