复旦微电子模拟集成电路设计带隙基准PPT学习教案.pptx

【复旦微电子模拟集成电路设计带隙基准】是模拟集成电路设计中的一个重要概念，它涉及到如何在集成电路中实现一个稳定的电压参考源。带隙基准源于半导体材料的带隙能量，其目的是提供一个与温度相关的较小电压，这个电压在较宽的温度范围内保持恒定。 在简单电流镜电路中，由于沟道长度调制效应，电流复制会出现误差，这主要由有限的输出阻抗引起。为了减少这种误差，一种常见的方法是提高电流镜的输出阻抗。例如，可以通过在源极添加电阻来改善电流镜的设计，从而补偿因沟道长度调制导致的电流不匹配。在这个过程中，考虑衬偏效应也至关重要，因为它会影响晶体管的特性。 衬偏效应是指晶体管的栅极和衬底之间的电势差对器件性能的影响。在带源极电阻的电流镜中，可以利用衬偏效应来改善电流源的性能。例如，通过调整源极电阻RS，可以平衡栅极和衬底的电势，从而提高电流源的稳定性和精度。 共源共栅电流镜是另一种优化电流源的方法，它通过将两个晶体管的源极和栅极都连接在一起，使得衬偏效应对两个晶体管的影响相同，从而减小电流复制误差。设计时，可以通过选择合适的晶体管尺寸和参数来增加输出阻抗，进一步提高电流源的稳定性。 威尔逊电流源是一种通过负反馈来提升输出阻抗的电流源结构，它可以有效地解决电流源的摆幅问题。威尔逊电流源通过在电路中引入反馈，使得即使在输入电压变化时，输出电流也能保持稳定，同时增大了输出阻抗。 另外，还可以利用增益提升技术来改进电流源，如Sackinger和Martin提出的电流镜设计，它们通过特定的晶体管配置和偏置电路，可以实现更大的电流摆幅，提高电流源的动态范围。 大摆幅电流源设计通常涉及到晶体管的工作状态，例如让晶体管工作在饱和区和线性区的边缘，以达到增大摆幅的目的。设计时需要仔细计算晶体管的偏置电压，确保它们处于期望的工作区域，并且要保证各个晶体管的栅极偏置电压能维持器件在合适的工作状态。 偏置电路的设计也是关键，它需要确保电流源的输出Iout与电源VDD无关，从而实现温度稳定性。简单的偏置电路通常与电源VDD相连，并通过反馈机制使电流源的输出Iout稳定。在设计偏置电路时，需要考虑到温度变化、电源波动等因素对电路性能的影响，并采取相应的措施进行补偿。 复旦微电子模拟集成电路设计带隙基准的学习涵盖了电流镜电路、衬偏效应、输出阻抗提升、增益提升技术以及偏置电路设计等多个核心知识点，这些都是模拟集成电路设计的基础，对于理解和设计高性能的模拟集成电路至关重要。