随着半导体产业的发展,集成电路不断融入到人们生产生活的方方面面。同时,随着技术的不断进步,人们对集成电路的性能要求也越来越高。基准电压源为其他电路模块提供高精度电压基准,其指标优劣直接影响了整个电路系统的性能。因此研究高性能的基准源电路具有重要意义。本文首先介绍了带隙基准电压源的性能指标、工作原理和经典的电路结构,并重点分析了基准源电路的高阶温度补偿方法。考虑到非理想因素造成的影响,电路进行了针对性的设计,以减少误差。为实现2.5V、3.3V、4.096V和5V不同的输出电压,采用Brokaw型电路拓扑结构。通过加入电压修调电路来提高输出电压的精度,为了获得更低的温度系数,在低温漂架构的基础上,加入温度修调电路,改善电路的温度特性,以满足设计要求。本文电路是基于CSMC 0.25μm 30V~60V BCD工艺,通过HSPICE软件进行仿真验证。实验结果表明,本文所设计的高精度低温漂的基准源电路,在室温(T=25℃)条件下,可以提供2.5V、3.3V、4.096V和5V四种基准电压,其精度误差分别为0.028%、0.016%、0.024%和0.028%,均低于所要求的0.06%。在-55℃~125℃的温度范围内,2.5V、3.3V、4.096V和5V四种基准电压的温度系数分别为5.5ppm/℃、4.2ppm/℃、4.7ppm/℃和4.4ppm/℃。在低频(低于100Hz)时,基准源的环路增益为60dB,兼顾了系统的稳定性和精度。当电源电压在给定电压范围内变化时,在四种输出电压条件下,输出电压的线性调整率分别为2.25ppm/V、0.87ppm/V、0.72ppm/V和0.39ppm/V。电路在快上电模式(10μs上电)下,启动时间分别为39.6μs、56.6μs、84μs和100μs,在慢上电模式(1000μs上电)下,启动时间分别为817μs、481μs、556μs和424μs。负载电流从-0.6mA~0和0~10mA变化时,输出电压分别变化了50μV和40μV。最后,根据版图设计规则,完成了该高精度基准源的版图设计。