一种低功耗CMOS带隙基准电压源的分析与设计开题报告

1. 研究目的与意义

伴随着现代电子技术的发展，功耗成为了现在集成电路产品的关键性能之一，想要降低功耗，一个有效的方法就是降低电源电压，并且随着集成电路产品的体积不断缩小，其产品特征也越来越向低功耗方向发展。

带隙基准源是集成电路中的重要单元，广泛用于a/d，d/a转换器及各种偏置电路。

其输出稳定，是不随温度、电源电压变化的基准电压或电流，它能够实现高电源抑制比和低温度系数，它的温度稳定性和抗噪声性能影响着整个电路系统的性能，基准源是子电路中不可或缺的一部分。

2. 课题关键问题和重难点

随着集成电路产业的发展以及cmos工艺的不断更新，芯片集成度越来越高，电源电压也是越来越低，如果再要降低制造成本，就可能将数字集成电路与模拟集成电路制作并封装在同一个芯片上。

对于数字集成电路而言，可以通过合理缩小尺寸以达到低功耗的要求，但是模拟集成电路工作在线性条件下，其阈值电压并不会随着电源电压的降低而成比例下降，所以会导致电路信噪比差，动态范围缩小，共模抑制比降低等等一系列的问题，再者，因为基准电源与温度以及制作工艺无关，所以要产生一个并不随着温度变化而恒定的量，也是本课题需要探索的难点之一。

目前看来可可行方案主要有一阶温度补偿与二阶温度补偿，当然也可能有更高阶的温度补偿。

3. 国内外研究现状（文献综述）

随着便携式电子产品的迅速发展，功耗成为现代集成电路产品的关键性能之一，而降低功耗的一个重要方法就是降低电源电压。

另一方面，现代集成电路特 征尺寸越来越小，也导致集成电路产品的工作电压越来越低。

1999年，半导体工业协会对未来十年cmos电路的电源电压发展做了预测，预测到2010年，集成电路的电源电压将下降到1v，而到2015年，电压将进一步到0．45v。

4. 研究方案

在了解CMOS带隙基准源的原理上，进行基准电压温度的特性分析，再进行带隙基准架构的分析，了解经典电压模带隙基准电路结构与经典电流模带隙基准电路，然后进行电路设计，进行仿真，调式，成功后进行版图及DRC验证。

关键问题是在电源抑制比和温度系数两个方面突出表现良好的性能，所以CMOS基准电压源除核心基准源外,还包含启动电路、偏置电路、温度曲率补偿电路和输出缓冲电路基准电压用于为其他电路提供稳定电压。

5. 工作计划

第1周：查阅与国内外与带隙基准源有关的相关书籍及资料，翻译其中并不少于3000字的英文文献，论证自行设计的基准源的可行性，探索低功耗研究设计方案和设计思路；第2周：初步确定低功耗基准源的设计方案，拟定采取可能碰到的各类设计问题的解决措施，撰写毕业设计的开题报告；第3周：交付指导教师审阅开题报告，提出修改意见，按时按要求修改开题报告，第4-5周：根据课题要求设计带隙基准源电路原理图，估算所有使用到的元器件的参数，进行计算看是否符合低功耗的设计要求；第6-7周：利用相关设计程序对基准源电路进行仿真，调试；第8-9周：利用相关设计程序进行基准源版图设计并DRC验证；第10周：列写毕业论文（一种低功耗CMOS带隙基准电压源的分析与设计）大纲，准备起草论文；第11-12周：整理全部的低功耗带隙基准源设计资料，仿真验证资料，研究中遇到的各类问题以及问题的解决方案，撰写毕业论文；第13周：交付指导教师审阅毕业论文，按指导教师要求修改后准备毕业答辩；第14周：毕业设计答辩及成绩评定。