基准源、噪声、开关电容及Monte Carlo仿真-.pptxVIP

基准源、噪声、开关电容及Monte Carlo仿真;大纲 电压基准源设计 集成电路噪声分析及仿真开关电容电路理论及设计 Monte Carlo仿真 演示操作;电压基准源设计;带隙基准源 特点：静态电流较小，输出电压精度较高，不需要外部电阻 举例：MAX6034 齐纳基准源 特点：输出电压和功率范围大，静态电流较大，输出电压精度较低，需要外部电阻 举例：MAX6138;;平衡 VBE的负温度系数和Vt =kT/q的正温度系数;？ 通过改变 PNP发 射区面积;电流镜方式;驱动能力要求;Cascade MOS M1－M8保证 Q1、Q2电流完全相同，且 M1和M2源端电位近似相等; 带隙基准源的输出噪声会显著影响低噪声电路的性能。例如，基准源噪声大幅度削减高精度IC性能； 降噪措施： 1、通过减少电路元器件个数，和使用阻值较小的电阻，可以减少噪声； 2、采用1/f噪声较小的PMOS管； 3、增大MOS面积也可减少1/f噪声。 基准源噪声仿真;电路示例 在基准源中引入误差放大器，提高输出电压精度;Q3和Q4的面积为Q1、Q2的n 倍，采用层叠三极管能够使X点电压提高为2VBE，降低误差放大器失调电压的影响。 X点电压与Y点电压相等，Q1、 Q2、Q3、Q4的偏置电流相等;Temperature coefficient 定义 单位是ppm/℃ 三极管面积比例n = 36，电阻比例R3/R4 = 2.87（R3=86 K，R4=30 K） 选择dc－temperature扫描，得到输出基准电压随温度变化的曲线;使用“Parametric”分析来优化电阻值 1、设置变量R3 2、在“Parametric”分析窗口设置扫描变量和扫描方式 3、运行“Parametric”分析，得到结果如右图所示 4、缩小扫描范围，对电阻 取值进一步优化;用Calculator工具写入“TC”的表达式 TC=(ymax(VS(“/VREF”))- ymin(VS(“/VREF”)))/ (average(VS(“/VREF”))*125)*1000000 1、手动输入 2、采用“Calculator” RPN模式输入;式;;“Optimizer”是一种通过自动调整设计变量，从而达到设计指标的工具。 1、在ADE界面“Tools-Optimization”，打开“Analog Circuit Optimizer”窗口；在该窗口的“Goals”下拉菜单选择“Add…”命令，如下图所示 Name栏填入“TC” Expression填入计算“TC”的表达式 Direction选择“minimize” Target填入“5” Acceptable填入“15”;2、在“Analog Circuit Optimizer”窗口的“Variables”下拉菜???中选择“Add/Edit..”命令，如下图所示 “Name”栏中选择变量“res “Initial Value”填入“12k “Minimum Value”填入“10k “Maximum Value”填入“15k;”;;1、在ADE界面“Tools”下拉菜单下选择“Corner..”,进入 “Analog Corners Aanalysis”窗口;2、工艺配置。在菜单中选择“Setup-Add Process…”,进入Add Process窗口。 “Process Name”栏中加入新工艺的名字 “Model Style”栏中选择工艺模式 “Base Directory”和“Model File”栏中分别填入Model所在的 目录及其名称 选择“OK”， SMIC工艺 设置成功;，;4、设定需要仿真的工艺角。在主界面的“Corner Definitions”栏中进行设置，其中“Add Corner”添加新的工艺角，“Add Variable”添加新的设计变量。;5、设置输出。在主界面的“Performance Measurements”栏中进行输出设置。 “Add Measurement”设置待测变量名称 “Expression”栏中输入待测变量的表达式，可借助 “Calculator”工具；选中“plot”，待测变量将以图形形式输出。;6、运行及输出。在菜单“Simulation-Run”运行分析并输出仿真结果。;7、保存和调用设置。在菜单中选择“File-Save Setup as”，保存为reference_pvt文件。;选择dc－电源电压扫描，可找到基准源的最低工作电压 1.8V最 低工作电压;第一步：在电路反馈干路上，添加一个电压为0V的电压源，作为“Probe Instance”； – 两个环路，一个是正反馈环路，一个是负反馈环路。;第二步：打开Cadence的 “Analog Simulation