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宽输入、高电源电压抑制的带隙基准电压源设计的开题报告 一、选题背景 在现代电子技术中,基准电压源是一种基本的元器件,它在模拟电路、A/D转换器、D/A转换器等领域发挥了重要作用。带隙基准电压源是一种常用的基准电压源,具有稳定性好、温度系数小、精度高的优点,被广泛应用于各种领域。在实际应用中,有时需要对带隙基准电压源进行改进,以满足特定的需求。 本文选取的课题为设计一种宽输入、高电源电压抑制的带隙基准电压源,旨在满足大电源电压下工作和宽输入范围的要求,同时提高带隙电压的精度和稳定性。 二、文献综述 带隙基准电压源是一种根据硅基材料特有的本质用PN结发射率差的温度系数来构造稳定电压源的器件,通过对一些电压与温度适当组合,将发射率不受温度影响的电压和发射率随温度而变化的电压组到一起,从而抵消其中随温度变化的部分,以达到稳定电压源的目的。带隙电压源的常规结构如图1所示。 ![图1]() 从结构上来说,带隙基准电压源可以分为两种类型:金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)型和双极性晶体管(BJT)型。从应用上来看,带隙基准电压源主要是在两个领域应用:模拟集成电路(ASIC)和模数转换器(ADC)中。 在实际应用中,由于外在因素,如电源电压的变化、输入信号的幅值以及电荷输入量等可能导致基准电压的变化,因此改进带隙基准电压源的稳定性和精度成为了研究者们的关注点。 三、研究内容和目标 针对上述问题,本文拟设计一种宽输入、高电源电压抑制的带隙基准电压源。其具体研究内容和目标如下: 1.设计宽输入范围的带隙电压源,当输出温度在-40℃到+125℃时,输出电压的变化要不大于±0.1%; 2.提高带隙电压源的稳定性和精度,当大电源电压变化时,输出电压不会发生可见的变化,并且输出电压的固定误差要在0.1%以内; 3.研究高电源电压下带隙基准电压源的特性,使其能够在高电源电压下保持良好的性能。 四、研究方案 为了实现上述目标,本文拟采用以下的研究方案: 1.采用传统的带隙基准电压源结构,并在传统结构基础上优化。为了增加输入范围,可以在基准电压源前端加上一个低压降电压放大器,使输入范围更宽。 2.为了提高带隙基准电压源的稳定性和精度,可以采用奇偶校验电路,将输入和输出分别连接到奇偶校验电路中,在电路内部进行校正,以消除输出电压的误差。 3.研究高电源电压下电路的电路特性,可以在电路前端加入电压稳压器或者变压器等强力安全措施,以保证电路在高电源电压下可以正常工作。 五、实验方案 为验证所设计的带隙基准电压源的性能和效果,将采用以下实验方案: 1.测量基准电压源的输出电压和温度的关系,并计算输出温度系数,以评估带隙基准电压源的精度和稳定性。 2.测量大电压下接线端的电压变化和基准电压的变化,以分析大电压对基准电压源的影响。 3.测量输入电路的输入电压范围,并分别测试电路输出电压的对称和非对称误差,并讨论所设计电路的优势和缺陷。 六、预期成果 本文设计的宽输入、高电源电压抑制的带隙基准电压源,旨在解决高电压下工作和宽输入范围的需求,同时提高带隙电压的精度和稳定性。预计研究成果将在以下三个方面得到体现: 1.实现宽输入的带隙基准电压源,输出电压变化不会超过±0.1%。 2.提高带隙基准电压源的稳定性和精度,电路前端加入奇偶校验电路,输出电压的固定误差在0.1%以内。 3.分析高电源电压下电路的特性,采用电压稳压器和变压器等安全举措,以保证电路在高电源电压下正常工作。 总之,本文研究成果将具有一定的创新性和实用性,对相关领域具有参考价值。