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1、模拟集成电路 CAD实验报告专 业： 微电子学 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 带隙基准电压设计产生基准的目的是建立一个和电源跟工艺无关，具有特定温度特性的直流电压或电流，本实验只讨论和温度无关的情况。我们可以推导出 Vbe=VTlnn，对温度求导，dVbe/dT=(k/T)lnn，这样我们可以令 VREF=1Vbe+2（VTlnn） 。已知 vbe 的温度系数为-1.5mv/k,VT 的温度系数为+0.087mv/K，令 1=1,则 VREFVbe+17.2VT=1.25V。因此在仿真时 Vref 基本维持在1.25V 左右。下面来设计放大器。设计放大器要确定 mos 管的宽长比以
2、及电阻值。VREF=1.25V，Q3 的漏电流是 Q4 的 8 倍，因此取 m=8。电路图如下图所示：其中最左侧为带隙，右侧为差分输入放大器，最右侧为一种带隙基准电压。为保证引入的是负反馈，正向端与 Q1 相连，过驱动电压 Von 取 0.20.5V，例如取 Von=0.2，VCC=3v,则 MP1-MP4的漏电压为 2.13v。先断开反馈，加 2.13v 电压。再取漏电流为10uA，可以计算得到 R2=（VTln8）/10,大约等于 5.4K 又因为Vref=1.25V，故 R1=（1.25-0.7）/10，大约等于 55K。对 MP1 的 W 进行扫描，当 ID=10uA 时，W=24u，
3、同样的方法可以确定 MP2-MP4 的 W 分别为 23u、44u、23u。再进行温度扫描，仿真波形图如下：MP2 和 MP3 的 W 扫描相似，可以令 MN1-MN3 的W=20u,L=2u，MN4 的 W=20u,MN5、MN6 的 W=40u，即漏电流是 MN4 的 2 倍。再使 MP7，MP8 的 W=10u，L=2u。为了让MP5 的漏电压是 2.13v。先固定 MP5 的漏电压为 2.13v，扫描MP5，MP6 的 W，得 W=23u，微调 MP5 的 W 使漏电压为2.13v,W5=22.88u。其扫描图形如下：扫描时让 IDp5=10u 可以知道 Wp5=23u，进行微调并静态工作点分析让 V（MP5）=2.1V，然后对整个电路进行静态分析，VREF=1.27V。最后进行温度扫描，扫描图形如下：图中可以看到随温度的升高 VREF 增大，变化非常大，其具有正温度系数，不能作为基准，调节 R1 减小，当 R1=43.5K 时可得到基准电压大约为 1.6V 且温度在 25C 左右达到，相对来说比较符合实际情况。其仿真图形如下：
