一种低压低功耗带隙基准电压源的研究与设计开题报告

1. 研究目的与意义

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指标之一，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。

尽管数字电路起着来越重要的作用，数字化已经成为当代电子产品的发展方向，但模拟电路作为数字电的基础，仍然起着不可替代的作用。

2. 课题关键问题和重难点

传统的带隙基准电路提供的输出电压约为1.25v，所以必须在高于大约1.5v的电源电压下才能正常工作，这是由于硅的能带隙电压（约为1.2v)和所用运放的共模输入范围所导致的。

然而，随着使用电池的便携设备的日益流行，对于可以在低电源电压下工作的集成电路的需求变得越来越大。

这就对其中的带隙基准电路的低电压工作性能提出挑战。

3. 国内外研究现状（文献综述）

1.1带隙基准电压源概述基准电路包括基准电压源和基准电流源，在电路中提供电压基准和电流基准，是模拟集成电路和混合集成电路中非常重要的模块。

随着集成电路规模的不断增大，特别是芯片系统集成技术的提出，使基准电路被广泛使用的同时，也对其性能提出了更高的要求。

基准电流源主要作为高性能运算放大器等器件或电路的偏置。

4. 研究方案

1.1基准源整体结构在电路系统中，需要带隙基准源为模拟模块和sar-adc提供参考电压和电流；模拟部分系统框图如下图1所示：图1模拟部分系统框图结合上面系统框图，采用如下电路设计步骤:1)带隙架构的确定及设计:综合考虑各个方面，选定带隙结构，并确定电路中各器件的参数；2)运放的设计:由于运放的增益、失调、速度等对整个电路的性能有很大的影响，所以该运放的设计是整个电路设计的一个重点；3)启动电路的设计:由于电路存在电流为零的稳定状态，该状态是我们所不希望得到的，所以要增加启动电路，使整个系统脱离该状态，进入正常的工作状态；4)部分电路及整体电路的优化等；1.2系统架构的设计从带隙基准源产生稳定的电压输出方式来看，其输出拓扑结构主要有以下三种 (a)电压求和模式（b）电流电压混合模式 （c）电流求和模式 图2三种稳定的电压输出拓扑图(a)电压求和模式典型的带隙基准源就是采用了这种输出结构，其输出电压基本上为一固定值。

采用这种结构可以通过调整电阻的大小来进行温度补偿，补偿方法比较简单且容易控制，其缺点是输出电压基本为固定值，因此在应用上有一定的限制。

(b)电流电压模式它兼有可控性较好的电压模式温度补偿和电流模式输出电压范围大的优点，但其电路结构比较复杂。

5. 工作计划

2022-2022-1学期： 第15-16周：完成选题，查阅相关中英文资料。

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第17周：与导师沟通进行课题总体规划。