用于高速A-D轉(zhuǎn)換器的高精度基準(zhǔn)源設(shè)計(jì)研究.pdf

1、眾所周知,模數(shù)轉(zhuǎn)換器是聯(lián)系模擬世界和數(shù)字世界之間的紐帶,被普遍應(yīng)用在無(wú)線通信等高端電子設(shè)備中。同時(shí),由于基準(zhǔn)源為模擬轉(zhuǎn)換器提供直流偏置電壓和偏置電流,所以基準(zhǔn)源的性能會(huì)直接影響模數(shù)轉(zhuǎn)換器的指標(biāo)。近幾年由于集成電路不斷地進(jìn)步和工藝不斷地革新,也推動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器朝著高速高精度的方向迅速發(fā)展,所以一個(gè)具有高性能的基準(zhǔn)源就顯得極為關(guān)鍵。
　　本文首先設(shè)計(jì)了一個(gè)高性能的單端帶隙基準(zhǔn)電壓源電路,然后重點(diǎn)分析了運(yùn)算放大器、電流鏡等引入的非理想因素

2、對(duì)基準(zhǔn)源的影響。由于目前大多數(shù)高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器為了抑制共模噪聲和干擾,都是處理差分信號(hào)的,所以在該帶隙基準(zhǔn)電壓的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了差分參考電壓。利用Cadence工具中Spectre仿真,其結(jié)果表明:在-50℃到125℃的溫度范圍內(nèi),帶隙基準(zhǔn)電壓的TC=6.45ppm/℃,PSRR=84.61dB。然后設(shè)計(jì)了一個(gè)工作在亞閾值區(qū)域的非帶隙基準(zhǔn)電壓源電路,它可以應(yīng)用到低壓低功耗的電路中,仿真結(jié)果表明:工作溫度范圍在-20℃到120℃時(shí),溫度系數(shù)是

3、4.862ppm/℃;工作在室溫,且電源電壓為1V時(shí),得到的參考電壓為243mV,電源抑制比為57.07dB,功耗為2.05nW。
　　論文利用具有正溫度系數(shù)的VBE和具有正溫度系數(shù)的電阻,實(shí)現(xiàn)了基準(zhǔn)電流源,在基準(zhǔn)電流源的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了為高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供比較電平和殘差電壓的差分參考電壓。仿真結(jié)果表明:在-25℃到85℃的溫度范圍內(nèi),基準(zhǔn)電流的TC=34.48ppm/℃, PSRR=116.46dB,差分參考電壓的 TC=32.2