帶隙基準(zhǔn)電路集成有源器件仿真設(shè)計(jì)

帶隙基準(zhǔn)廣泛應(yīng)用于模擬集成電路中。帶隙基準(zhǔn)電路輸出的基準(zhǔn)電壓可以為模擬集成電路提供穩(wěn)定的參考電壓或參考電流，因此，要求帶隙基準(zhǔn)電路具有較強(qiáng)的抗電源電壓波動(dòng)干擾的能力、環(huán)境溫度急劇變化的能力，即對(duì)帶隙基準(zhǔn)電路的電源電壓抑制比、溫度漂移有明確的指標(biāo)要求，同時(shí)需要盡可能的降低帶隙基準(zhǔn)電路的電路復(fù)雜度和工藝加工成本。

集成器件PNP-BJT（Q1、Q2、Q3）采用多晶硅發(fā)射極PNP-BJT結(jié)構(gòu)。多晶硅發(fā)射極晶體管結(jié)構(gòu)可以很好的折中電流放大倍數(shù)、基區(qū)電阻、特征頻率參數(shù)之間的矛盾。可以在滿足電流放大倍數(shù)的基礎(chǔ)上盡可能的降低基區(qū)電阻，減弱基區(qū)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，從而獲得較高的特征頻率、截止頻率和功率增益。

PNP-BJT 結(jié)構(gòu)參數(shù)：發(fā)射結(jié)結(jié)深為0.157μm；集電結(jié)結(jié)深為0.453μm；基區(qū)寬度為0.295μm；基區(qū)方塊電阻為1906.3Ω/□；多晶硅發(fā)射極方塊電阻為219.968Ω/□。PNP-BJT電學(xué)性能：峰值集電極電流密度為2.589×10-5A/μm；峰值電流增益為72.97；峰值特征頻率為1.79GHz。在PNP-BJT中提取出結(jié)構(gòu)參數(shù)、電學(xué)參數(shù)，應(yīng)用于SPICE仿真。圖2 為仿真得到的PNP-BJT電學(xué)性能。

集成器件NMOSFET（M1、M2）結(jié)構(gòu)參數(shù)：NMOSFET寬度1.2μm，襯底厚度5μm。襯底晶向<100>，硼摻雜濃度為1×1014cm-3。柵氧化層厚度0.01μm；源漏區(qū)結(jié)深0.174μm；溝道表面濃度3.734×1016cm-3；源漏區(qū)方塊電阻：29.09Ω/□。LDD方塊電阻：2176.84 Ω/□；溝道表面濃度3.7×1016/cm3；界面電荷3×1010C/cm2。NMOSFET電學(xué)參數(shù)：nvt=0.534386；nbeta=0.00023928；ntheta=0.131034，VB=0.0V，QSS=1×1010/cm2，VTH=0.622490 V。在NMOSFET中提取出結(jié)構(gòu)參數(shù)、電學(xué)參數(shù)，應(yīng)用于SPICE仿真。圖3 為仿真得到的NMOSFET電學(xué)性能。

集成器件PMOSFET（M3、M4、M5）結(jié)構(gòu)參數(shù)：PMOSFET寬度1.2μm，襯底厚度5μm。襯底晶向<100>，磷摻雜濃度為1×1014cm-3。柵氧化層厚度0.00905μm；源漏區(qū)結(jié)深0.145μm；溝道表面濃度4.978×1016cm-3；源漏區(qū)方塊電阻：156.629Ω/□。LDD方塊電阻：867.237 Ω/□；界面電荷3×1010C/cm2。PMOSFET電學(xué)參數(shù)：PVTH=-0.6325V；PBETA=0.000115525，PTHETA=0.0923632；VB=0.0V，QSS=1×1010/cm2，VTH=-0.6325V。在PMOSFET中提取出結(jié)構(gòu)參數(shù)、電學(xué)參數(shù)，應(yīng)用于SPICE仿真。圖4為仿真得到的PMOSFET電學(xué)性能。