精密電流源-畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、本科畢業(yè)論文(科研訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計(jì))題目：精密電流源姓名：學(xué)院：系：專業(yè)：年級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師（校內(nèi)）：職稱：高級(jí)工程師指導(dǎo)教師（校外）：職稱：2011年5月31日26精密電流源摘要：本文介紹了帶隙基準(zhǔn)電流源的原理以及電流源的設(shè)計(jì)。首先通過(guò)帶隙基準(zhǔn)理論的研究對(duì)帶隙電源的基本原理有一定的了解，再確定電流源設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)，然后設(shè)計(jì)電路的細(xì)節(jié)，最后初步設(shè)定了所要達(dá)到的指標(biāo)，本文的設(shè)計(jì)兩個(gè)正負(fù)溫度系數(shù)相加使得溫度系數(shù)在某一溫度下為0，從而達(dá)到良好的溫度系數(shù)。關(guān)鍵詞：電流鏡帶隙基準(zhǔn)溫度系數(shù)Pspice仿真26Precisioncurrentsourc

2、eABSTRACT:Thispaperintroduceshowtodesignbandgapbenchmarkcurrentsource.Firstthroughstudyingthebandgapbenchmarktheorywehavecertainknowledgeofthebasicprincipleofbandgappower,thenwedesignthebasicstructureofcurrentsource,anddesignthedetailsofcircuit,lastwesettheparameterstorea

3、chindex.thisdesignusetwocurrentsourcesandthemrespectivelyhavepositiveandnegativetemperaturecoefficient.wemakesthemCombineanditstemperaturecoefficientis0,toachievegoodtemperaturecoefficient.KEYWORDS:CurrentmirrorbandgapbenchmarktemperaturecoefficientPspicesimulation26目錄第一章

4、引言51.1研究背景與目的51.2主要工作51.3論文結(jié)構(gòu)5第二章電流鏡2.1概述62.2電流鏡的基本結(jié)構(gòu)6第三章帶隙電流源的基本原理73.1概述73.2與電源無(wú)關(guān)的偏置73.3與溫度無(wú)關(guān)的基準(zhǔn)93.3.1負(fù)溫度系數(shù)電壓的產(chǎn)生93.3.2正溫度系數(shù)電壓的產(chǎn)生103.4帶隙基準(zhǔn)113.5PTAT電流的產(chǎn)生13第四章精密電流源的設(shè)計(jì)144.1設(shè)計(jì)方案與指標(biāo)144.2與電源無(wú)關(guān)的偏置154.3基準(zhǔn)電流的設(shè)計(jì)154.4精密電流源的實(shí)現(xiàn)164.5其他類型的電流源18第五章電路的仿真與分析205.1HSPICE簡(jiǎn)介205.2電路的仿真與分析215.3

5、仿真性能匯總23第六章結(jié)論總結(jié)24致謝語(yǔ)25參考文獻(xiàn)26第一章引言1.1研究背景與目的基準(zhǔn)電流源是模擬集成電路中用來(lái)作為其他電路的電流基準(zhǔn)的高精度、低溫度系數(shù)的電流源，電流源作為模擬集成電路的關(guān)鍵電路單元，廣泛應(yīng)用于運(yùn)算放大器、D/A轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器中。偏置電流源的設(shè)計(jì)是基于一個(gè)已經(jīng)存在的標(biāo)準(zhǔn)參考電流源的復(fù)制?；鶞?zhǔn)電流源是模擬電路所必不可少的基本部件，高性能的模擬電路必須具有高質(zhì)量、高穩(wěn)定性的電流和電壓偏置電路來(lái)支撐，它的性能會(huì)直接影響電路的功耗、電源抑制比以及溫度等特性。如何設(shè)計(jì)一個(gè)低溫漂、高電源抑制比的基準(zhǔn)電流源是模擬電路設(shè)計(jì)者所

6、關(guān)心的課題之一。本論文目的在于介紹一種高精度、低溫漂的帶隙基準(zhǔn)電流源，首先對(duì)電流鏡、帶隙基準(zhǔn)的原理進(jìn)行了系統(tǒng)的的分析和總結(jié)，對(duì)此電流源有個(gè)深入的了解，初步了解基準(zhǔn)電流源的設(shè)計(jì)方法和過(guò)程，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，進(jìn)一步掌握必要的知識(shí)及熟練使用仿真軟件的能力。1.2主要工作本文從電流鏡，帶隙基準(zhǔn)的基本知識(shí)和原理講起，期間我查閱了很多相關(guān)的書籍和論文等資料，在對(duì)原理有了比較清晰地了解后，我開(kāi)始了帶隙基準(zhǔn)電流源的設(shè)計(jì)，我在導(dǎo)師的幫助下，不斷地改進(jìn)設(shè)計(jì)，盡量使自己的設(shè)計(jì)能夠滿足要求。再對(duì)已設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行Hspice仿真，在學(xué)長(zhǎng)的幫助下使電路的參數(shù)更加完善，也

7、使我對(duì)電路設(shè)計(jì)的方法和性能測(cè)試進(jìn)一步掌握，最終得出較為滿意的設(shè)計(jì)指標(biāo)。1.3論文結(jié)構(gòu)本文主要設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單帶隙基準(zhǔn)電流源，論文安排如下：第二章：介紹電流鏡的基本原理。第三章：介紹帶隙基準(zhǔn)的基本原理26第四章：介紹帶隙基準(zhǔn)電流源的電路設(shè)計(jì)思路和方法。第五章：運(yùn)用HSPICE軟件對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真。第六章：給出總結(jié)。第二章電流鏡的基本原理2.1概述電流鏡(CM)是模擬集成電路中最基本的單元電路之一。它是一種能將電路中某一支路的參考電流在其他支路得以重現(xiàn)或復(fù)制的電路，能減少電壓變化和溫度變化帶來(lái)的誤差，其性能對(duì)整個(gè)電路乃至系統(tǒng)的性能都有重要的影

8、響。為了適應(yīng)各種電路及系統(tǒng)性能的要求，不同的電路需要使用不同結(jié)構(gòu)的電流鏡，如放大器、比較器、自校準(zhǔn)電流源等使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的電流鏡，而轉(zhuǎn)換器等要求高性能電流鏡。輸出阻抗和電流匹配精度是決定電流鏡性