基准电路作为数模混合系统中的重要IP电路之一,旨在为系统中其他模块电路提供一个与电源电压、温度、工艺无关的参考电压或电流,其精度对系统静态和噪声性能有重要影响。超深亚微米集成电路中,特征尺寸的不断减小及低压低功耗、低噪声、低成本等约束条件使得高性能模拟电路的实现难度与日俱增,因此将工艺漂移对高精度基准的影响降到最低至关重要。在现有超深亚微米CMOS工艺平台和设计水平下,采用全新的非线性补偿与控制技术,研制适合SOC系统集成需要的超高精度基准电路十分必要。带隙基准电路技术以其高稳定性、低温漂、低噪声的主要优点获得广泛应用,目前高阶补偿电压基准温度系数理论上突破0.1ppm／℃,在工程实践中温度系数已经达到3～5ppm／℃,研究高效的高阶温度补偿技术仍然是基准电路设计的难点和热点。本论文研究的核心内容是超低温度系数的带隙基准电路高阶温度系数补偿技术,提出了亚1ppm／℃温度系数的电压基准高阶补偿方法及其电路实现,在获得超低温度系数的同时实现了较高的电源抑制比。　　 论文从电压基准电路基本补偿原理与实现方式入手,在对传统高阶温度补偿方式及其优缺点进行系统归纳总结的基础上,基于失配自适应控制非线性补偿技术和自适应分段补偿技术,提出了超低温度系数电压基准混合模式高阶补偿技术与叠加模式高阶补偿技术,同时深入分析了所提出高阶非线性补偿技术的原理及具体实现方法。　　 基于Cadence Spectre仿真工具,对本文提出的高阶温度系数补偿方法及其电路结构在SMIC0.13μm标准CMOS工艺库下进行仿真验证,并在CSMC0.35μm、CSMC0.18μm及SMIC0.13μm工艺下对部分电路结构完成了版图设计与流片测试。仿真结果表明,本文提出的电压基准混合模式高阶补偿技术与叠加模式高阶补偿技术,均能够使基准电压温度系数理论值在-40～125℃温度范围内降至1ppm／℃以内,其中叠加模式电压模基准电路仿真理论值可达0.17ppm／℃,理论上满足了系统电路对超低温度系数带隙电压基准电路的应用需要。实际流片结果表明,在有限的电阻修调精度范围内,测试得到的最优一阶线性补偿、失配控制高阶补偿及混合模式高阶补偿基准电压的温度系数分别为21ppm／℃、10.4ppm／℃及30.3ppm／℃。针对测试结果与仿真结果的偏差,本文对影响基准温度系数的结构失调与工艺漂移等电路随机误差因素做了深入分析与探讨,并提出有效的改进措施。