论文部分内容阅读
在数模混合及模拟集成电路中,基准源作为数据转换器中的重要模拟单元电路始终是未来的研究热点,本文给出了三种应用于1.8V电流舵D/A转换器的基准电流源的设计。本文设计的基准电流源包括两个部分,基准电压源产生一个稳定的基准电压,电压-电流转换电路将基准电压转换成基准电流。本文首先研究分析了基准源系统的工作原理以及如何提高温度稳定性的问题。在电路设计中,分析和设计了传统用于DAC的带隙基准电压源电路,对比分析了传统带隙基准电压源的应用局限性,提出了低压带隙基准电压电路和非带隙基准电压电路,由于一阶补偿电路的温度特性不理想、非带隙基准电压电路的电源抑制比非常低,在基准电路中增加了提高电源抑制比电路和温度补偿电路,使基准电压源得到了良好的温度特性和电源抑制比特性。其中低压带隙基准电压电路的温度系数为1.77ppm/℃,电源抑制比可达到-137.35dB,而非带隙基准电压电路的温度系数为15.5ppm/℃,电源抑制比可达到-76.34dB。基于上述设计的基准电压源,本文设计了三种可用于D/A转换器的具有良好稳定性和高精度的CMOS基准电流,分别采用相反温度系数电阻加权和相反温度系数电流求和的补偿办法来降低温度系数。基于SMIC0.18μmCMOS工艺,对上述三种电流基准进行了仿真和温度扫描分析,证明三种电流基准都具有良好的温度特性,从而得到三种可以为1.8V电流舵D/A转换器提供电流偏置的基准电流。其中电阻补偿型基准电流在温度-25~75℃范围内,电流变化范围大约为800nA,相对于输出变化了0.33%,电流求和型基准电流在温度-20~95℃范围内,电流变化范围大约为790nA,相对于输出变化了0.32%,而基于非带隙基准电压产生的基准电流在温度-25~90℃范围内,电流变化大约为400nA,相对于输出变化了0.16%,完全满足设计的要求。