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高精度低温漂CMOS电流源的设计

更新时间：2019-06-18 05:29:21 大小：15M 上传用户：sun2152 查看TA发布的资源 标签：cmos 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

在模拟集成电路设计中广泛包含电压基准和电流基准。这些基准是直流量，要求它与电源和工艺无关，和温度有确定的关系。本文提出了一种高精度低湿漂 CMOS电流源的设计方法，该电流源主要包括一个带隙基准电压源以及输出级电流镜两个模块，前者是用来产生一个与温度无关的电压基准，后者是将电压基准转化为电流基准通过电流镜像输出。

带隙基准电压源是基于三极管的基极一发射极电压VBE以及偏置在不同电流密度下的两个三极管的基极一发射极电压差VE这两个具有相反温度系数的量进行温度补偿的，补偿的结果可以得到温度系数为2ppm/C（-25~85℃）的输出电压，输出电压的大小为1.225V。

输出级电流镜采用的是增强输入阻抗型电流镜结构，这种结构可以将带隙基准的输出电压转化为一个稳定的参考电流信号。为了提高输出电流的温度稳定性，本文提出了补偿电阻的方法，仿真结果表明采用这种方法大大提高了输出电流的温度稳定性。由于工艺实现中电阻会有一定的工艺误差，文中提出了采用可调电流镜的设计方法来降低由于电阻误差所导致的输出电流的误差，提高了输出电流的精度。该电流源可以分别提供96uA，300uA，600uA以及1.2mA四路电流信号，输出电流的温度系数为22ppm/C（-25～

85℃），当电源电压在土10%的范围内波动的时候输出电流的波动在土0.5%以内。

电路仿真是基于Chartered 0.25um RF N-well 2P5M CMOS工艺模型进行的，仿真软件是HSPICE，版图设计是基于Cadence平台完成的。

本文设计的电流源最终作为一个嵌入式的模块应用于数字电视调谐器专用芯片中，在具体应用中根据系统要求稍有改动。我们采用了间接测试的方法，通过对测试结果的分析得到输出电流的温度特性比较稳定：电源电压稳定性非常好，当电源电压在土10%的范围内波动的时候参考电流的变化只有0.448%；参考电流与我们需要的600uA的电流有3.75%偏差，通过调整控制字我们可以得到的输出电流的偏差在0.26%，满足我们的设计要求。