Abstract
能隙參考電壓電路是利用一個正比於絕對溫度的電路來補償雙載子電晶體基射極的負溫度係數，但如此的能隙參考電壓電路因基射極電壓的溫度係數只是近似於線性並不是真的線性，故不能精確的消除溫度係數的影響。要得到一個精確的不受溫度影響的參考電壓，需要更高次項的補償。本論文的作法是利用一個基本的能隙參考電壓電路做一次項的溫度補償，再利用兩級△Vbe階梯法消除非線性項。電路的模擬與製作之電源供應器的電壓分別為2.4V與2V，所利用的製程為CIC tsmc 0.6μm CMOS製程，雙載子電晶體是利用CMOS的寄生垂直雙載子電晶體。 2.4V能隙參考電壓電路的模擬結果為，所耗的電流為433.33μA，整個電路所耗的功率為1.04mW，在40℃~70℃溫度係數幾乎等於零也就是說輸出電壓不會隨溫度變化而變化，而從25℃~90℃輸出電壓的變化為0.2mV，溫度係數為2.51ppm/℃，從0℃~110℃輸出電壓的變化為0.9mV，溫度係數為5.873 ppm/℃。 比較量測與模擬結果發現相差很大，而這也是能隙參考電壓電路的問題癥結，發生這個問題的原因為電阻利用poly來製作會有誤差，兩個雙載子電晶體Q1 、Q2 的 geometry mismatch，MOS電晶體M1、M2、M3的geometry mismatch與臨界電壓的mismatch，兩顆op的offset也是會影響其誤差，而四個二極體的geometry mismatch 也會影響能隙參考電壓電路的效能。Q1 、Q2的mismatch會影響M的比值，而M1、M3的mismatch會影響N的比例值。能隙參考電壓電路於電路佈局上亦是一個很重要的因素，上述的原因皆可能使能隙參考電壓電路的溫度係數與模擬結果的預期相差很大。