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[求助] 带隙基准电路设计中遇到的问题

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发表于 2024-8-22 17:47:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本人刚开始自学模拟ic设计,近期尝试设计了一个带隙基准电路,但是遇到了一些问题,希望得到站内大佬的解答。
使用的工艺库:tsmc18rf。电路构成:banda结构核心+高阶电流补偿+密勒补偿二级运放+启动电路。电源3.3V,温度范围-40~125度。电路原理图如下。
bandgap.png
在仿真过程中我遇到了两个问题:
1. 使用电流源对运放单独进行测试,负载1pF,得到增益70dB,相位裕度70°。在完整电路中,在运放输出端加iprobe,得到环路增益55dB,但是相位裕度在还未下降至90时就又回升。我想知道这是正常现象还是由于我的设计失误产生的?(此外,我在运放两个输入端分别加iprobe测试环路增益,发现相位裕度回升的情况发生在负反馈环路,即运放正输入端,另一端没有。)
运放增益如下。
opamp.png
环路增益如下。
loop.png
2. 在选择电阻的过程中,我在该工艺库中没有找到站内帖子推荐的poly电阻rpposab,且电路需求电阻较大,于是我先选用同样是poly电阻且方阻较大(1075)的rppolrpo(P+poly w/o silicide 2um<W),使用rppolrpo过后vref-T曲线并没有出现下开口的抛物线,温度系数也最多调到17ppm/K。(ptce1=-1.692e-3 ptce2=-9.616e-6 ptcp1=-7.541e-5 ptcp2=3.561e-7,工艺库中这个电阻的参数Rend1和Rend2与ptce相关,Rpure与ptcp相关,我没有看太懂。)
于是我后来换成了另一个方阻较大(927)的rnwsti(NW diff under STI),tc1=2.97e-3 tc2=1.10e-5,这次温度曲线是下开口的抛物线。在加入高阶补偿并调整电阻阻值后,出现了双开口的曲线,温度系数2.98ppm/K。vref-T曲线如下。
temp.png
我想知道我的电阻选择和电路设计存在什么问题,以至于poly电阻在我的电路里并没有起到好的作用,以及选择扩散电阻在实际应用中是否可行。
另外,由于该工艺库高方阻的N阱扩散电阻和poly电阻都要求宽度>2um,以至于我的版图上电阻占的面积比晶体管还大,我想知道这是不是不可接受的?我是不是应该换一个工艺库来重新实现我的设计?

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