TopMetal2-芯片中基准源的设计

【摘要】TopMetal2-是我校继TopMetal芯片之后独立自主设计的另一款像素传感器芯片,原理与TopMetal相同,利用裸露在空气中的金属Topmetal搜集电荷,并将搜集的电荷转换成电压信号读出。基准电压源是所有模拟电路的核心模块之一,在该芯片中也是必不可少的。基准电压源是否稳定决定了整个系统的稳定性。本文首先介绍了集成电路中基准源的发展及国内外研究状况,然后从理论上分析了基准源基本原理及性能指标,重点介绍了基于TopMetal2-芯片应用设计的一款CMOS带隙基准电压源,包括启动电路,核心电路,运算放大器以及输出缓冲级电路的设计。核心电路运用传统的CMOS带隙基准电路结构,采用运算放大器实现钳位电压,同时利用简单有效的启动电路使电路能够工作在正常工作状态,通过设计缓冲输出级,增大电路的驱动能力。本文基于xfab0.35um工艺,在3.3V电源电压下,设计了一款稳定性较高的带隙基准电压源。并对该电路进行了仿真分析,在前仿真中,温度系数可达17.3ppm/℃,电源抑制比最高为107.4dB。同时对该电路进行了版图设计,并提取参数进行后仿真,温度系数达到16.8ppm/℃,电源抑制比为122.5dB,其性能指标均能满足设计要求,截止目前,整个芯片设计与仿真已经完成,已进入流片阶段。
【作者】吉荣；
【导师】黄光明；孙向明；
【作者基本信息】华中师范大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】Topmetal2-；带隙基准；温度系数；电源抑制比；驱动；

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