用于高速ad转换器的高精度基准源设计研究

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1、107011111122758代号学号TN4公开分类号密级题（中、英文）目用于高速A/D转换器的高精度基准源设计研究HighPrecisionReferenceDesignandResearchforHighSpeedA/DConverters作者姓名薛婷指导教师姓名、职称朱樟明教授学科门类工学学科、专业微电子学与固体电子学提交论文日期二〇一四年一月万方数据万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成

2、果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复

3、印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本人签名：日期导师签名：日期万方数据万方数据摘要摘要众所周知，模数转换器是联系模拟世界和数字世界之间的纽带，被普遍应用在无线通信等高端电子设备中。同时，由于基准源为模拟转换器提供直流偏置电压和偏置电流，所以基准源的性能会直接影响模数转换器的指标。近几年由于集成电路不断地进步和工艺不断地革新，也推

4、动模数转换器朝着高速高精度的方向迅速发展，所以一个具有高性能的基准源就显得极为关键。本文首先设计了一个高性能的单端带隙基准电压源电路，然后重点分析了运算放大器、电流镜等引入的非理想因素对基准源的影响。由于目前大多数高速模数转换器为了抑制共模噪声和干扰，都是处理差分信号的，所以在该带隙基准电压的基础上，设计了差分参考电压。利用Cadence工具中Spectre仿真，其结果表明：在-50℃到125℃的温度范围内，带隙基准电压的TC=6.45ppm/℃，PSRR=84.61dB。然后设计了一个工作在亚阈值区域的非带隙基

5、准电压源电路，它可以应用到低压低功耗的电路中，仿真结果表明：工作温度范围在-20℃到120℃时，温度系数是4.862ppm/℃；工作在室温，且电源电压为1V时，得到的参考电压为243mV，电源抑制比为57.07dB，功耗为2.05nW。论文利用具有正温度系数的∆VBE和具有正温度系数的电阻，实现了基准电流源，在基准电流源的基础上，设计了为高速模数转换器提供比较电平和残差电压的差分参考电压。仿真结果表明：在-25℃到85℃的温度范围内，基准电流的TC=34.48ppm/℃，PSRR=116.46dB，差分参考电压的

6、TC=32.2ppm/℃，PSRR=48.6dB。最后，基于SMIC0.35µm2P3M3.3VCMOS标准工艺，实现了差分参考电压电路的物理版图，总面积为0.84mm*0.8mm。关键词：高速A/D转换器带隙基准电压源亚阈值基准电流源差分参考电压万方数据摘要万方数据AbstractAbstractAsisknowntousall,Analog-to-digitalConverters(ADC)arethebondbetweentheanalogworldandthedigitalworld,andwidelyu

7、sedbuildingblocksofhigh-endelectronicequipments,suchaswirelesscommunicationsystems.Atthesametime,referencegeneratorsareveryimportanttoADCbecausetheycanprovidetheDCbiasvoltageandcurrentforADC.Theincreasingadvancementofintegratedcircuitsandthecontinuousrenovati

8、onoftheprocesspromptthedevelopmentofhighspeedhighresolutionADC.Now,itisthecriticalmomenttodesignhighprecisionreference.Firstly,basedonconsideringtheinfluenceofsomenon-idealfactors,asingle