基于失配控制的非线性补偿带隙基准电路设计

吴 金 聂卫东 常昌远 渠 宁， 李 浩，

(1东南大学无锡分校，无锡 214135)

(2江南大学物联网工程学院，无锡 214122)

(3东南大学集成电路学院，南京 210096)

电压和电流基准作为高精度静态功能电路，在数模混合集成电路中有极广泛的应用，其性能在很大程度上决定了系统信号处理与控制的精度水平.然而，现有的一阶线性补偿带隙基准，因其固有的非线性温度量，其较高的温度系数已无法满足部分超高精度系统应用的需求.在此基础上发展起来的各类高阶非线性补偿技术，虽然理论上可将基准温度系数控制在 1 ×10－6/℃以内［1-2］，但因工艺漂移与匹配误差的影响以及低压低功耗的限制，实际温度系数大于10×10－6/℃且呈现较大的离散性［3-4］.增加输出修调控制后，电压基准实际温度系数虽略有下降［5-6］，但与仿真结果相比仍有较大差距.

基准输出的电源电压稳定性依赖于电路所采用的自偏置结构，温度稳定性则依赖于高阶非线性温度补偿结构.高阶补偿结构中相关器件参数随工艺条件的变化，是导致基准温度特性严重退化、基准输出一致性与均匀性变差的主要原因，增大了输出基准修调的难度.因此，高阶温度补偿不但应有最佳的补偿效果，同时还要求具有最简单的补偿结构，以抑制工艺漂移和工艺误差对高精度基准温度特性的影响.

在常规高阶非线性补偿原理和结构分析的基础上，基于系统失配控制的高阶基准补偿方法，并采用CSMC 0.18 μm CMOS工艺完成了基准电路的设计……