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1、I论文题目：带隙基准源电路与版图设计摘 要基准电压源具有相对较高的精度和稳定度，它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个系统的精度和性能。模拟电路使用基准源，或者是为了得到与电源无关的偏置，或者为了得到与温度无关的偏置，其性能好坏直接影响电路的性能稳定，可见基准源是子电路不可或缺的一部分，因此性能优良的基准源是一切电子系统设计最基本和最关键的要求之一，而集成电路版图是为了实现集成电路设计的输出。本文的主要目的是用 BiCMOS 工艺设计出基准源电路的版图并对其进行验证。本文首先介绍了基准电压源的背景发展趋势及研究意义，然后简单介绍了基准电压源电路的结构及工作原理。接着主要介绍了版图的设计，验证工具
2、及对设计的版图进行验证。本设计采用 40V 的 0.5u BiCMOS 工艺库设计并绘制版图。仿真结果表明，设计的基准电压源温度变化为-4085，输出电压为 2.5V 及 1.25V。最后对用Diva 验证工具对版图进行了 DRC 和 LVS 验证，并通过验证，表明本次设计的版图符合要求。关键字 ：BiCMOS ，基准电压源，温度系数，版图 IISubject: Research and Layout Design Of Bandgap ReferenceSpecialty: MicroelectronicsName: Zhong Ting (Signature)Instructor: Liu
3、 Shulin (Signature)ABSTRACTThe reference voltage source with relatively high precision and stability, temperature stability and noise immunity affect the accuracy and performance of the entire system. Analog circuit using the reference source, or in order to get the bias has nothing to do with power
4、, or in order to be independent of temperature, bias, and its performance directly affects the performance and stability of the circuit shows that the reference source is an integral part of the sub-circuit, excellent reference source is the design of all electronic systems the most basic and critic
5、al requirements of one of the IC layout in order to achieve the output of integrated circuit design. The main purpose of this paper is the territory of the reference circuit and BiCMOS process to be verified.This paper first introduces the background of the trends and significance of the reference v
6、oltage source, and then briefly introduced the structure and working principle of the voltage reference circuit. Then introduces the layout design and verification tools to verify the design of the territory.This design uses a 40V 0.5u BiCMOS process database design and draw the layout.The simulatio
7、n results show that the design of voltage reference temperature of -40 C 85 C, the output voltage of 2.5V and 1.25V. Finally, the Diva verification tool on the territory of the DRC and LVS verification, and validated, show that the territory of the design meet the requirements.Keywords: BiCMOS，band
8、gap , temperature coefficient, layoutIII目 录1 绪论 .11.1 背景介绍及发展趋势 .11.2 研究意义 .31.3 本文主要工作 .42 基准电压源电路设计 .52.1 基准电压源的分类及特点 .52.2 基准电压源的温度特性 .72.2.1 负温度系数项 .7BEV2.2.2 正温度系数电压 .72.3 基本原理 .82.3.1 与温度无关的电路 .82.3.2.与电源无关的偏置电路 .82.4 基准电压源电路设计 .92.4.1 基本原理 .92.4.2 运放的设计 .102.4.3 带隙核心电路设计 .142.5 仿真分析 .153 版图设计
9、 .1931 版图设计的基础 .193.1.1 集成电路版图设计与掩膜版、制造工艺的关系 .193.1.2 版图设计的设计规则 .203.1.3 版图通用设计步骤 .233.2 工艺介绍 .253.2.1 常见工艺简介 .25IV3.2.2 BiCMOS 工艺 .263.3 带隙基准电路的版图设计 .283.3.1 版图的分层及连接 .283.3.2 版图设计环境介绍 .293.3.3 器件及总体版图 .304 版 图 验 证 .394.1 版图验证概述 .394.2 验证工具介绍 .404.2.1 Cadence 概述 .404.2.2 Diva 使用介绍 .414.3 版图的 DRC 验证
10、 .454.4 版图的 LVS 验证 .455 总结 .47致 谢 .48参考文献 .4911 绪论1.1 背景介绍及发展趋势基准源是模拟与数字系统中的核心模块之一，它被广泛应用于动态存储（DRAM） 、闪存（flash memory）以及其他模拟器件中。其实现方式有电压基准和电流基准。基准电压源是模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、线性稳压器和开关稳压器、温度传感器、充电电池保护芯片和通信电路等电路中不可缺少的部分，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，也可用于LVDS驱动器和Viterbi 解码器。基准源需要有稳定的工艺、电压和温度系数，并且不需要随着制造工艺的改变而改变。带隙基准参考源通常是模拟和混合信号处理系统中重
