如何减小cmos带隙基准温度系数工艺角的影响?
CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)技术是现代电子工业中最常用的技术之一,它具有功耗小、集成度高、速度快等优点,在众多电子设备中应用广泛。其中,基准电压就是一个比较重要的参数,而基准电压的温度系数是指在不同温度下电路带来的基准电压变化情况。
通常来说,CMOS电路中使用的带隙基准技术,具有多晶硅、硅谷能带、亚稳态等技术,但是这些技术都存在着一定的温度漂移问题。而在实际应用中,人们普遍认为基准电压稳定性的温度系数必须在±20ppm/℃以内,否则就容易影响整个系统的性能稳定性以及可靠性。
为了减小CMOS带隙基准温度系数工艺角的影响,可以从以下几方面入手:
1. 基础材料的选择
在CMOS电路中,多晶硅和硅谷能带是两种常见的基础材料。其中,多晶硅虽然性能优良,但是它的温度系数较大,而硅谷能带的系数则相对要小一些。因此,在实际应用中,如果需要求得更高的稳定性,可以优先选择硅谷能带作为基础材料。
2. 设计优化
在CMOS工艺中,需要对电路的结构设计进行优化。比如,在设计时,可以缩短CMOS电路并口延迟,并减少晶体管中的尺寸。这样可以大大减少电路中某些物理效应的影响,从而提高电路的稳定性。
3. 锚定基准电压
在CMOS电路中,应尽可能的将基准电压与锚定电压锁定在一起,这样可以使它们的电位稳定不变。同时,可以通过对基准电压的模型分析和与锚定电压的比较不变性,来提高电路的可靠性和稳定性。同时,还可以使用电阻或容性调整器以缓解电路中温度变化造成的影响。
4. 温度补偿技术
电路在工作时,温度是一个必然存在的问题。为了提高电路的稳定性,可以在电路中采用温度补偿技术来调整温度系数的变化。温度补偿技术,是通过添加一定的电路元件,对电路中不同元件的温度变化进行补偿,从而达到提高基准电压稳定性的目的。
5. 模拟研究
在实际应用中,通过对电路中各个元件的模拟研究,可以更好的了解电路带来的基准电压变化情况。只有对电路中不同元件的性能进行模拟分析和测试,才能真正理解它们在不同温度下的性能表现,从而更好地规避电路温度漂移问题。
综上所述,CMOS技术的基准电压稳定性是一个关键性能指标,减小带隙基准温度系数工艺角的影响,可以从材料的选择、设计优化、锚定基准电压、温度补偿技术以及模拟研究等方面入手。实际应用中,需要根据不同的场合和要求,选择最合适和最优化的方法,提高电路的稳定性,以满足不同应用环境的需求。
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