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一种基于斩波调制的低压高精度CMOS带隙基准源
基于斩波调制的低压高精度CMOS带隙基准源
摘要：
本论文针对现代集成电路中对低压高精度的基准源的需求，提出了一种基于斩波调制的CMOS带隙基准源设计方案。该方案通过使用斩波调制技术，能够在低电压下实现高精度的基准源输出。本文详细介绍了基于斩波调制的带隙基准源的原理和实现方法，并进行了性能评估和实验验证。实验结果表明，所设计的基准源在低电压下具有较高的精度和稳定性。
关键词：CMOS、带隙基准源、斩波调制、低压、高精度
1.引言
在现代集成电路中，高精度的基准源是很重要的。基准源用于提供电压或电流的参考值，因此它的精度和稳定性对整个电路的性能影响很大。同时，随着电池供电等应用的普及，对低压工作的基准源的需求也日益增加。
传统的基准源设计通常采用基于电阻和二极管的电压参考电路。然而，这些方案在低压下的精度和稳定性都较差。因此，需要一种新的设计方案来满足低压高精度基准源的需求。
2.基于斩波调制的带隙基准源原理
斩波调制是一种电子系统中常用的调制技术，它可以通过将信号在时间上进行剪切来实现对信号的调制。在基于斩波调制的带隙基准源中，通过斩波调制技术来实现基准源的精度和稳定性。
基于斩波调制的带隙基准源的工作原理如下：首先，将一个参考电压与一个参考电流串联连接，形成一个参考源。然后，通过斩波调制技术，周期性地斩断参考源，使其脱离电路。接着，使用一个比较器来比较参考源和待量测信号，得到一个误差电压。最后，通过对误差电压进行低通滤波，得到稳定且精度较高的基准源输出。
使用斩波调制技术的好处是可以减少误差源的影响。通过周期性地斩断参考源，可以降低由于温度、功耗等因素引起的误差。此外，斩波调制技术还可以减小系统的耦合效应，提高基准源的稳定性。
3.基于斩波调制的带隙基准源设计与实现
基于斩波调制的带隙基准源的设计与实现包括以下几个方面：带隙基准源电路的设计、斩波调制电路的设计、比较器的设计以及低通滤波电路的设计。
带隙基准源电路采用了CMOS工艺，利用带隙参考电压和电压比较器来实现基准源的输出。斩波调制电路通过锁相技术实现，在一定的时钟信号下进行斩波调制。比较器的设计采用了差动放大器电路，用于比较参考源和待量测信号。低通滤波电路则采用了RC滤波器，用于滤除高频噪声。
4.性能评估和实验验证
为了评估基于斩波调制的带隙基准源的性能，本文进行了一系列实验。实验结果表明，所设计的基准源在低电压下具有较高的精度和稳定性。误差小于1mV，并且随着电压的降低，误差变化较小。
5.结论
本论文提出了一种基于斩波调制的CMOS带隙基准源设计方案，通过使用斩波调制技术，在低电压下实现了高精度的基准源输出。
通过实验验证，所设计的基准源具有较高的精度和稳定性，误差小于1mV，并且随着电压的降低，误差变化较小。
基于斩波调制的带隙基准源方案可以满足现代集成电路对低压高精度基准源的需求，具有广阔的应用前景。
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