基准电压源电路是模拟集成电路中一个非常重要的模块,被广泛地应用在诸如模拟/数字转换器(A/D Converter),数字/模拟转换器(D/A Converter),电源控制电路(Power management circuit)以及存储器(Memories)等电路中。近年来随着便携式电子系统的普遍应用,对模数转换器的功耗、速度和精度提出了更高的要求。本文设计了一个应用在12bit 100Msps Pipelined ADC中的基准电压源,采用CMOS0.18μm、1.8V工艺,要求基准源在-40℃到85℃的温度范围内温度系数小于6.84ppm/℃,随电源电压(1.5V-2.1V)的变化小于1860ppm/V。本文首先介绍了带隙基准电压源的各项指标和基本原理,分析了传统带隙基准源(BGR)结构的缺点和不足。在此基础上,利用寄生PNP管的有限增益以及放大系数β的非线性,提出了一个新型的基于电流模式的凹凸曲线补偿技术实现方式,从而实现了低压下的高阶温度补偿,并采用共源共栅结构提高电源电压抑制比。功耗与面积之间存在折衷,为实现低功耗,不可避免地增加了芯片面积,采用Y网络等效网络可以有效降低这一影响。仔细分析了运算放大器对带隙的影响,设计了一个高增益的两级运算放大器。在输出缓冲器设计过程中,首先分析了带隙基准直接输出将遇到的问题,通过建立基准输出在中的等效模型,得出了缓冲器单位增益带宽和跨导与PipelinedADC速度和精度的关系。设计得到的缓冲器,不仅温度系数低,而且能够很好地抑制噪声。使用CMOS 0.18μm的工艺库,在Cadence仿真环境下进行了电路仿真。仿真结果表明,-40℃到85℃温度范围内,基准源温度系数为1.77ppm/℃;在1.5V-2.1V电源电压范围内电源电压调整率为864.1ppm/V;室温25℃下,电源电压抑制比为-63dB,启动时间为61ns。随着工艺角的变化,在1.8V工作电源下,本模块消耗的最大功耗为0.65mW,最小功耗为0.46mW。整个电路设计符合项目总体设计要求。