带隙基准电压源的设计.doc

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
目　　　　　　　 录
…………………………………………
…………………………………………………
………………………………………….
……………………………………．
2．3指标的仿真验证结果…………………………………………．
　网表文件………………………………………………………
三．心得体会……………………………………………………………
…………………………………………………………．
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

放大器:开环增益:大于70dB
相位裕量:大于60度
　 　 　 　 失调电压:小于1mV
带隙基准电路:温度系数小于１0ｐpm／
　　　 　　　　 　 　

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Hspice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HＳＰIＣE手册。
课程设计报告内容　
由于原电路中增加了两个ＢＪT管,所以Vｒeｆ需要再加上一个Vbｅ,导致最后结果为,,且电路具有较大的电流,可以驱动较大的负载。

１＞ M8,M9,M10,Ｍ11,M1２,Ｍ13宽长比的计算
　 　设Ｉｍ８=Im９＝2０ｕＡ 　 　(W/L)８＝(W/L）9=20ｕA
为了满足调零电阻的匹配要求,必须有Vgｓ１３=Vｇｓ6　　
-＞因此还必须满足（W/Ｌ）13=(Im8/I６）＊（W／L)６
即（W/L)１3/(W／L)6=(W/L)９/(W/L)7 取(W/Ｌ)13=27
取(Ｗ/L)1０=（W/L)11=(W／L)13=27
因为偏置电路存在整反馈,环路增益经计算可得为１／(gｍ1３＊Rb),若使环路增益小于1,知(W/L)1２/(W/L)１３　> 4 　故取(W/L)12=４＊(W/L）1３=１0７
2>取ＣL＝2pf
3>为了满足６０ＤB的相位裕度的要求:
Cc　> =　 由于设计需求取Cｃ=4ｐｆ
４>为了版图中的对称性去I５=53uＡ,I6=107ｕA
５>单位增益带宽1１ＭHz
UGB=gm1/Ｃc=11MHｚ＊2π
又ｇm６／ＣL=２．２＊UGＢ＝24MHｚ*2π
计算得ｇm1＝44us 　gm6=４８ｕｓ 　取gm1=６9us gm6=55ｕｓ
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:
ｇｍ６＊Ｒ2=1　 得　R2 =
7＞Ｍ1与Ｍ６宽长比的计算
由ｇm1=[2Kｐ(Ｗ／L)1*I1]＾0．5 　 　 　 　取(Ｗ／Ｌ)２=（Ｗ/Ｌ）1＝20
由gm6=[２Ｋn(W/Ｌ）6*I6］ ^ 　 　　 取(Ｗ/L)６=10７
　 　8>M３,Ｍ4,Ｍ５,Ｍ７宽长比的计算
假设过驱动电压Vｏv＝０．2v
I３=I４＝(Ｗ/Ｌ)Vov*Vov 　 取(Ｗ/L)3＝(Ｗ／Ｌ)４=２7
由偏置电流源与电流的比例关系得:（W/L)5＝５3 (Ｗ/L）７=107
9>由Vgs1３=Vgｓ1２+Ｉｍ8＊Rs Ｖgs＝　得Ｒs＝

带隙电压基准的基本原理:
基准电压表达式 :
V+,V-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(VBE)电压与绝对温度成反比
在不同的集电极电