高精度CMOS带隙基准电压源设计研究

"一种新的高精度CMOS带隙电压参考设计，通过黄君凯和潘少俊的研究，探讨了如何在现代CMOS工艺中减少运算放大器失调对带隙基准电压源的影响，以及提出了一种基极-发射极电流补偿技术以解决由此产生的温度漂移问题。" 在微电子技术领域，带隙基准电压源（Bandgap References）是集成电路设计中的关键组成部分，用于提供一个几乎不随温度变化的稳定电压基准。这种基准电压源广泛应用于各种电路，如模数转换器（ADC）、数字模拟转换器（DAC）以及温度传感器等。黄君凯和潘少俊的研究专注于提高带隙基准电压源的精度，尤其是在现代CMOS工艺下。 在传统的带隙基准电路设计中，运算放大器的输入失调电压是导致误差的主要因素之一。为了降低这种误差，他们提出采用级联双极结型晶体管（BJTs）的方法。级联BJTs可以有效地平均或抵消失调电压，从而提高基准电压的稳定性。然而，随着CMOS工艺的进步，BJT的基极-发射极路径会出现显著的漏电流效应，这会导致收集电流随温度的变化，进而影响参考电压的温度稳定性。 为了解决这个问题，研究者提出了一个创新的基极-发射极电流补偿技术。在级联BJT带隙参考结构中，这个补偿技术能够校正由于BJT基极-发射极漏电流引起的电流变化，以减少温度漂移。通过这种方式，他们成功地改善了带隙基准电压源的温度特性，提高了其在整个温度范围内的精度和稳定性。 这项工作不仅对理论研究有重要意义，而且对于实际的集成电路设计具有实践价值。它提供了一种适应现代CMOS工艺条件的新型带隙基准电压源设计方案，有助于实现更高精度的电子设备。此外，黄君凯教授在微电子技术方面的深入研究，包括多晶硅材料和集成电路设计，为这项技术的发展提供了坚实的基础。 总结来说，这篇论文研究了一种新的高精度CMOS带隙电压参考设计，通过基极-发射极电流补偿技术解决了传统方法中由BJT漏电流引起的温度漂移问题，提高了基准电压源的精度和稳定性，这对于微电子技术特别是集成电路领域的设计人员具有很高的参考价值。