10位40MSPS模數(shù)轉(zhuǎn)換器片內(nèi)基準(zhǔn)電壓源設(shè)計

本文設(shè)計了一個小面積、高精度、高電源抑制與溫度抑制的基準(zhǔn)電壓源以滿足10 位
40MSPS 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的要求(根據(jù)10 位ADC 的要求，基準(zhǔn)電壓源的溫度誤差應(yīng)小于
1/210=1/1024=976×10-6)。在模擬集成電路中基準(zhǔn)電壓源是一個非常重要的模塊，一個有效的基準(zhǔn)電壓源應(yīng)在一定的范圍內(nèi)基本上與電源電壓變化、工藝參數(shù)變化及溫度無關(guān)。在高精度高速的數(shù)模轉(zhuǎn)換器中，一個精確的高電源抑制與溫度抑制的基準(zhǔn)電壓的設(shè)計是至關(guān)重要的，其基準(zhǔn)電壓源的精度直接影響到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度。本文設(shè)計了一個小面積、高精度、高電源抑制與溫度抑制的基準(zhǔn)電壓源以滿足10 位40MSPS 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的要求(根據(jù)10 位ADC 的要求，基準(zhǔn)電壓源的溫度誤差應(yīng)小于1/210=1/1024=976×10-6)。
所設(shè)計的基準(zhǔn)電壓源的工作電壓為5V，在本芯片中，采用了高精度的帶隙基準(zhǔn)電壓源
作為基本電壓源，另外根據(jù)FLASHAD 的工作原理，設(shè)計了由同一個帶隙電壓源的基礎(chǔ)上產(chǎn)生兩組基準(zhǔn)電壓，即RET(3.5V)和REB(1.5V)，在ADC 中使用時則利用了其差值作為其比較電壓，進一步確保了基準(zhǔn)電壓源的精度。在芯片中，基準(zhǔn)電壓源電路主要由兩部分構(gòu)成:一部分為帶隙基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生電路;另一部分為由帶隙基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生兩組基準(zhǔn)電壓。
1 帶隙基準(zhǔn)電壓源電路設(shè)計
帶隙基準(zhǔn)電壓源(band-gap)是基準(zhǔn)電壓模塊的核心部分，為了以最小面積、最低成本實
現(xiàn)高性能的帶隙基準(zhǔn)電壓源，所設(shè)計的電路如圖1 所示。該電路按功能可分為帶隙電壓產(chǎn)生電路、啟動電路以及PTAT 電路。