2025年西安工业大学CMOS集成电路实验综合分析

试验7带隙基准电路原理与设计

本试验将采用的参照电路原理图如下：

CircuitsforstartingBandgapReference

R1

试险内容:

1.仿真用bipolar实现的二极管的温度系数;

©idc=lu

参照右图所示，可得到仿真成果如下所示:

由仿真成果可以得到：二极管的温度系数为：强=T.9〃W/K。

dT

2.参照原理图，令VREF温度系数为0,计算电阻R0/R1、输出VREF；

运用公式=+（与）x%ln%欲使匕,/温度系数为0,则应其对温度求导等

于0。

由（1）仿真成果可知：笆2=-1.9〃W/K,且有或*0.087〃W/K,m=l,n=8

dTdT

带入式'匕"="'+tnx（—）Innx-,即可求得RO/R1=10.5

dTdTR,dT

由于上面的式子是在％了750〃?V,7=300K的条件下计算得到的，且知匕=26〃”，

带入式子％=力+〃?x（§）x匕In〃，可得出匕y=132V。

A.

3.设IREF为luA,计算RO、R1：（电阻可以用串并联实现），电阻模型rrpoly2,2Kohm/

方块，需采用实例化实现.

_VInn26xIn8_.54

%=」T----=------=54KR.=—=5A4K

%lx1（尸r110.5

4.仿真Vref随电源电压VDD（0-5V）的变化曲线，给出电路工作良好的VDD范围;

仿真成果如下图所示:

由仿真成果可观测得到：电路工作良好的VDD范围为2V-5V。

5.仿真Vref随温度（-40〜120）的变化向线，调整电阻值使电压随温度变化较小（不不

小于5mV）,计算温度漂移系数XXppm/℃*

扫描成果如下：

由仿真成果可知：当Ro=52.9K时，电压随温度变化最小。

则当电阻=52.9K时，电压随温度变化的仿真图如下所示:

从』is文献中可得到vmax=I.3179E+00,vmin=1.317OE+OO

可求得此时的温度漂移系数：

=最大的电压差值(V)x06

=平均电压(V)x温度变化范围CC)

一L3I79-1.3I70506_427

(1.3179+1.3170)/2x(120+40)

附录：SP源文献

1.仿真用bipolar实现的二极管的温度系数

.303527

**木木木********newMODEL***木********************

.protect

.lib'AHSPICE.LIB'TT

.lib'.\HSPICE.LIBTT_B1P

.lib'AHSPICE.LIB'TTRES

.unprolect

**木木木*****木木本ne([jst************************

q2gndgndvbcpnp5M=1

iOvddvbe1u

vvddvdd05

vgndgnd00

.DCtemp-401250.1

.probev(vbe)

.end

4.仿真Vref随电源电压VDD(0-5V)的变化曲线，给出电路工作良好的VDD范围;

.303527

**木木木**木*****newMODEL*********************木木木

.protect

.lib'AHSPICE.LIB'TT

Jib'AHSPICE.LIB'TT_BIP

.lib'AHSPICE.LIB'TTRES

.unprotect

**木木木*************************木*******木*求**木**

*.SUBCKTBAND_GAP_Exan】plevddgndvrcf

m0net23net23vddvddpenhL=6e-6W=4e-6M=1

mlnet16net23vddvddpenhL=6e-6VV=4e-6

m4vrcfnct23vddvddpenhL=6c-6W=4c-6M=1

m2net23net16nel35gndnenhL=2e-6W=4e-6M=1

m3net16net16net48gndnenhL=2e-6W=4e-6M=1

xr2nct42nct()67rrpoly2l=3()0uW=2u

xr3net42net067rrpoly2l=300uW=2u

xr4net42net067rrpoly2i=300uW=2u

xr()nct45nct35rrpoly21=54W=2u

xrlnet067vrefrrpoly2l=442uW=2u

q2gndgndnet42pnp5M=1

q1gndgndnet45pnp5M=8

qOgndgndnet48pnp5M=1

*.ENDS

*x1vddgndvrefB/XND_GAP_Example

*木****本***木木********弥***今************※木木**京木

vvddvdd05

vgndgnd00

.optionspostacctprobe

.DCvvdd050.001

.probev(vrcf)

.end

5.1仿真Vref随温度（-40~120）的变化曲线，调整电阻值使电压随温度变化较小（不不

小于5mV）

303527

**木木木**木木**木木newM0DEI

.protect

.lib'AHSPICE.LIB'TT

Jib'.\HSPICE.LIBTT_BIP

.lib'AHSPICE.LIB'TT_RES

.unprotect

**********************************************

*.SUBCKTBAND_GAP_Exainplcvddgndvref

mOnet23net23vddvddpenhL=6e-6W=4e-6M=1

mlnet16net23vddvddpenhL=6e-6\V=4e-6

m4vrefnct23vddvddpenhL=6c-6W=4c-6M=1

m2net23net16nel35gndnenhL=2e-6W=4e-6M=1

m3net16net16net48gndnenhL=2e-6W=4e-6M=1

xr2nc(42nct()67rrpoly2l=3()0uW=2u

xr3net42net067rrpoly2l=300uW=2u

xr4ne(42net067rrpoly2i=300uW=2u

xr()nct45nct35rrpoly2l=rlcngthW=2u

xrlnet067vrefrrp()ly21=442LW=2U

q2gndgndnet42pnp5M=1

qIgndgndnct45pnp5M=8

qOgndgndnet48pnp5M=1

*.ENDS

.paramrlcngth=52.9u

*xlvddgndvrefBAND_GAP_Example

**东**********************东*****************东

vvddvdd05

vgndgnd00

.optionspostacctprobe

.DCtemp-401250.1sweeprlength52.5u53.5uO.lu

.probev(vref)

.end

5.2

.303527

*************ncwMODEL***********************

.protect

.lib'AHSPICE.LIBTr

.lib'.\HSPICE.LIBTT_BIP

Jib'AHSPICE.LIB'TT_RES

.unprotect

**********************************************

*.SUBCKTBAND_GAP_Examplevddgndvref

mOnet23net23vddvddpenhL=6e-6W=4e-6M=1

mlnet16nct23vddvddpenhL=6e-6W=4c-6

m4vrefnet23vddvddpenhL=6e-6W=4e-6M=1

m2net23net16net35gndnenhL=2e-6W=4e-6M=1

m3net16net16nct48gndnenhL=2c-6W=4c-6M=1

xr2net42net067rrpoly2l=300uW=2u

xr3nct42nct067npoly2i=300uW=2u

xr4nct42nct()67rrpoly2l=3(X)uW=2u

xrOnet45net35rrpoly2l=52.9uW=2u

xrlnet067vrefrrpoly2l=442vW=2u

q2gndgndnct42pnp5M=1

q1gndgndnet45pnp5M=8

qOgndgndnet48pnp5M=1

*.ENDS

.paranirlength=52.9u

*xlvddgndvref