全CMOS基準電壓源的分析與仿真

摘要：文章基于CMOS 0．18μm工藝，在Hspice下，對四利PMOS管基準電壓源進行了分析和仿真，文中給出了每種電路仿真時的電路參數和仿真結果。
關鍵詞：基準電壓；CMOS集成電路；Hspice

0 引言
模擬電路廣泛地包含基準源。這種基準源是一個直流量，它與電源和工藝參數的關系很小，但與溫度的關系是確定的。本文對四種基本MOS管基準電壓源進行分析和仿真。

1 MOS分壓基準電路
一個最容易想到的基準電源就是在兩個電源之間進行分壓而得到。當然，用來分壓的器件可以是無源器件也可以是有源器件。但是這樣得到的基準電壓與電源電壓成正比。
電路如圖1所示。圖1(a)是由電阻和二極管聯接的MOS管構成的分壓器。Hspice下取電源電壓VDD=3．3V，W／L=1．8／0．18μm，取電阻為4kΩ時，其溫度特性如圖2(a)所示。溫度在0～80℃變化時輸出Vref在1．195～1．245V之間變化。如圖2(b)所示，電源電壓在0～3．3V變化時，輸出電壓Vref在0～1．245V之間變化。

圖1(b)是由兩個MOS管串聯構成的分壓電路。其溫度特性如圖3(a)所示。溫度在0～80℃變化時輸出Vref在1．236～1．26V之間變化。在圖3(b)中，電源電壓在0～3．3V變化時，輸出電壓Vref在0～1．26V之間變化。可見，輸出電壓依賴于電源電壓的變化而變化非常明顯。